Verfahren zum Fügen mindestens zweier Blechteile

Abstract

 Zwei Blechteile werden vorzugsweise mit geringer Montagekraft (z.B. Handkraft) miteinander gefügt, indem ein am ersten Blechteil (10) tiefgezogener und gestauchter Nippel (12) in eine komplementäre Ausnehmung des andern Blechteils (30) infolge überwiegend elastischer Verformung des Nippels und der Ausnehmung eingeschnappt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen mindestens zweier flächig aufeinanderliegender Blechteile.

[0002] Das sogenannte Durchsetzfügen von Blechen ist seit mehr als fünfzig Jahren bekannt. Ein Stempel und eine Matrize wirken zusammen, um lokal Blechmaterial durchzusetzen, und der durchgesetzte Materialbutzen wird gestaucht, um so eine seitliche Breitung des Materials zu erzielen. Der gebildete Form- und Kraftschluß läßt sich nur unter Zerstörung wieder lösen. Beispiele für diese Technik sind in EP-B-77 932 beschrieben.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Fügen mindestens zweier flächig aufeinanderliegender Blechteile zu schaffen, bei dem die Fügung mit vergleichsweise geringer Montagekraft (z.B. Handkraft oder Hammerschlag) herstellbar ist und/oder wieder lösbar ist, ohne daß die Blechteile beschädigt werden.

[0004] Das zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren ist im Patentanspruch 1 definiert. Hierdurch ist es möglich, Blechteile zum Löten, Kleben oder dergleichen zu fixieren, wobei diese Fixierung quasi als Vormontage für die genannten Verfahren dienen kann. Die Gründe hierfür liegen darin, daß sich Blechteile, die z.B. beim Löten einer höheren Temperatur ausgesetzt werden, geringfügig zueinander verschieben können. Hervorgerufen wird dieses Verschieben durch den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die meisten Verbindungsverfahren stoßen hier an ihre Grenzen. Durch die Erfindung ist es möglich geworden, auf Vorrichtungen für das Fixieren bei allen werkstoffschlüssigen und adhäsiven Verbindungen, wie Kleben, Löten und eventuell auch Schweißen, zu verzichten. Dies wird als wesentlicher Vorteil gesehen.

[0005] Die Unteransprüche beziehen sich auf zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung, die es beispielsweise ermöglichen, die gefügten Bleche begrenzt parallel zueinander zu verlagern.

[0006] Ein Ausführungsbeispiel ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch das erste Blechteil im Bereich der Fügung,

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 ist ein Schnitt durch das zweite Blechteil im Bereich der Fügung,

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Fügung,

Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5.

[0007] Man erkennt in den Schnittdarstellungen der Fig. 1 und 2 das erste Blechteil 10, aus dem aus der Blechebene des ersten Blechteils 10 ein Nippel 12 durchgesetzt wurde. Der verwendete Stempel hatte einen rechteckigen Querschnitt, wobei auch Stempel mit anderen, z.B. runden oder ovalen Querschnitten denkbar sind. Zwischen dem Stempel und einem Amboß wurde der Boden 14 des Nippels 12 verpreßt, so daß sich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten Wülste 16 bildeten, d.h. an der Nippelwandung werden Wülste geformt. Die Ausbildung eines Wulstes ist dabei ausreichend. Vorzugsweise wird der Wulst 16 von einem umlaufenden Ring gebildet. Wie in Fig. 1 erkennbar, blieb noch ein dünner Steg 18 zwischen den Wülsten 16 und Blechteil 10 stehen; dies ist aber nicht zwingend, da der Nippel über Laschen 20 mit dem Blechteil verbunden bleibt, auch wenn das Blech oberhalb der Wülste durchschnitten ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Fügung auf der Seite des Blechteils 10 jedoch gas- und flüssigkeitsdicht.

[0008] Fig. 3 und 4 zeigen das zweite Blechteil 30, das mittels eines entsprechenden Werkzeugsatzes längs zweier paralleler Linien eingeschnitten wurde, wonach der Materialsteg 32 zwischen ihnen aus der Blechebene des zweiten Blechteils 30 durchgesetzt wurde. Auf diese Weise entstanden Schnittlinien bzw. Durchbruchkanten 34. Es ist anzumerken, daß es auch im Rahmen der Erfindung liegt, das Blechteil 30 einfach mit einem Durchbruch zu versehen, also den Steg 32 wegzuschneiden, wobei die Schnittlinien bzw. Durchbruchkanten nicht zwingend parallel und/oder linear sein müssen.

[0009] Die Abmessungen der Deformationen beider Blechteile 10, 30 sind so gewählt, daß die Breite des Nippels zwischen seinen Wülsten 16 größer ist als die Breite des Ausschnitts zwischen den Kanten 34, jedoch nur um so viel, daß beide Blechteile im Bereich der Fügung unter elastischer Deformation zusammenschnappbar sind, vgl. Fig. 5. Dabei hintergreifen die Wülste 16 die Kanten 34.

[0010] Wie Fig. 6 zeigt, kann die Erstreckung des Ausschnitts aus dem zweiten Blechteil 30 in Richtung quer zu den Wülsten 16 größer sein als die des Nippels 12, so daß sich Freiräume 40 ergeben und die beiden Blechteile begrenzt in dieser Richtung zueinander verlagerbar sind.

[0011] Bei mindestens einem der zu fügenden Blechteile kann im Bereich der Fügestelle dieses aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, bestehen.

[0012] Weiterhin kann eine Oberfläche mindestens eines der zu fügenden Blechteile vor dem Fügen mit einem Klebstoff versehen werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Fügen mindestens zweier flächig aufeinander liegender Blechteile, umfassend die Schritte:

1. Durchsetzen eines Nippels (12) aus der Blechebene eines ersten Blechteils (10) und Stauchen eines Nippelbodens (14) derart, daß an einer Nippelwandung ein Wulst (16) geformt wird,

2. Einschneiden mindestens eines zweiten Blechteils (30) längs zweier Linien und Durchsetzen des Materials zwischen den gebildeten Schnittlinien (34) aus der Blechebene des zweiten Blechteils (30),

3. Einschnappen des Nippels (12) mit dem Wulst (16) des ersten Blechteils (10) in einen Durchsetzbereich zwischen den Schnittlinien (34) derart, daß der Wulst die Schnittlinien (34) hintergreift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem an dem Nippel (12) ein umlaufender Ring als Wulst ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das durchgesetzte Material (32) des zweiten Blechteils über zwei Stege (35) verbunden bleibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Nippel zwei parallele Seiten aufweist, die mit dem Wulst (16) versehen werden, und in der senkrechten Schnittebene (2-2) dazu zwei Seiten (20) aufweist, die eine Verbindung zu dem ersten Blechteil bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die beiden Schnittlinien zueinander parallel verlaufen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schnittlinien (34) zu einer gemeinsamen Schnittlinie in Form eines geschlossenen Linienzuges zusammengeführt werden, um das durchgesetzte Blechvolumen des zweiten Blechteils (30) vom nicht durchgesetzten Blechvolumen vollständig abzutrennen.

7. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, bei dem der Abstand der Stege (35) voneinander größer ist als die Länge des Nippels zwischen den Verbindungsseiten (20).

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erste Blechteil (10) begrenzt verlagerbar mit seinem Wulst (16) in das zweite Blechteil (30) einschnappt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem mindestens eines der zu fügenden Bauteile im Bereich der Fügestelle aus einem nichtmetallischen Material besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, bei dem eine Oberfläche mindestens eines der zu fügenden Bauteile vor dem Fügevorgang mit Klebstoff versehen ist.

Zeichnung