DE10015239A1 - Funktionselementanordnung, Funktionselement, Hilfsfügeteil, Zusammenbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbauteils - Google Patents
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Abstract
Eine Funktionselementanordnung mit einem Funktionselement zur Anbringung an ein Bauteil, insbesondere jedoch nicht ausschließlich zur Anbringung an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil, das aus einem Hohlraum oder Poren enthaltendem Werkstoff wie z. B. Kunststoffen, Holz, Metallschäumen, mit Hohlkörpern gefüllten Metallen oder Kunststoffen oder aus einem anderen verhältnismäßig weichem Material besteht und wahlweise in einer Sandwichkonstruktion oder als Verbundmaterial bspw. in Form einer ein- oder mehrlagigen Struktur mit bspw. zwei Blech- oder Kunststofflagen und einem Kern aus einem der vorgenannten Werkstoffe bzw. Materialien vorliegt, DOLLAR A zeichnet sich dadurch aus, daß ein Hilfsfügeteil vorgesehen ist, das das Funktionselement beim Anbringen an das Bauteil mittels eines Nietverfahrens oder eines Stanz- und Nietverfahrens mit dem Hilfsfügeteil umformtechnisch verriegelbar ist und daß vorzugsweise mindestens eine Einrichtung vorgesehen ist, um eine Verdrehsicherung zwischen dem Funktionselement und dem Bauteil und/oder zwischen dem Hilfsfügeteil und dem Bauteil zu erzeugen. Ein Funktionselement, ein Hilfsfügeteil, ein Zusammenbauteil und verschiedene Verfahren zur Herstellung von Zusammenbauteilen sind auch beschrieben bzw. werden auch beansprucht.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funktionselementanordnung zur
Anbringung an ein Bauteil, insbesondere jedoch nicht ausschließlich zur
Anbringung an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil das aus einem Hohl
raume oder Poren enthaltendem Werkstoff wie z. B. Kunststoffen, Holz,
Metallschäumen, mit Hohlkörpern gefüllten Metallen oder Kunststoffen
oder aus einem anderen verhältnismäßig weichem Material besteht und
wahlweise in einer Sandwichkonstruktion oder als Verbundmaterial bspw.
in Form einer ein- oder mehrlagigen Struktur mit bspw. zwei Blech- oder
Kunststofflagen und einem Kern aus einem der vorgenannten Werkstoffen
bzw. Materialien vorliegt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zusammen
bauteil bestehend aus einer Kombination einer solchen Funktionsele
mentanordnung und ein Bauteil sowie Elemente zur Anwendung in einer
Funktionselementanordnung und ein Verfahren zur Anbringung eines
Funktionselements an einem Bauteil.
Funktionselemente, insbesondere in Form von Befestigungselementen wie
Mutterelementen und Bolzenelementen, sind in den verschiedensten
Ausführungsformen bekannt und werden von einer Reihe von Firmen, wie
Profil Verbindungstechnik GmbH & CO. KG in Friedrichsdorf, Deutsch
land, oder Fabristeel Products, Inc. in Michigan, USA, hergestellt.
Die bekannten Funktionselemente sind im wesentlichen für die Anbrin
gung an Blechteilen bei der industriellen Fertigung einer breiten Palette
von Produkten, beispielsweise Kraftfahrzeugteilen oder Waschmaschinen,
ausgelegt und werden entweder selbststanzend oder in vorgelochten
Blechteilen mittels Pressen, Roboter oder tragbaren Werkzeugen, eingesetzt
und mit diesen vernietet. Hierdurch entsteht ein Zusammenbauteil
bestehend aus einem oder mehreren an einem Blechteil angebrachten
Funktionselement(en).
Beispielsweise kann es sich bei dem Funktionselement um ein Bolzenele
ment handeln, mit einem Kopfabschnitt und einem Schaftabschnitt, wobei
das Bolzenelement im Bereich des Kopfabschnittes oder im Bereich des
Überganges zwischen Kopf und Schaftabschnitt mit dem Blechteil ver
nietet wird und der Schaftteil ein Gewinde trägt, das der Anbringung eines
weiteren Bauteils an das aus dem Blechteil und dem Bolzenelement be
stehenden Zusammenbauteil dient, wobei das weitere Bauteil am Zusam
menbauteil mittels einer auf dem Gewinde des Bolzenelements aufge
schraubten Mutter festgehalten wird.
Alternativ hierzu kann es sich bei dem Funktionselement um ein Mutter
lement handeln, das beispielsweise im Bereich einer seiner Stirnflächen
oder im Bereich eines Flanschabschnittes mit dem Blechteil vernietet
wird. Das entsprechende Element trägt dann ein Innengewinde, das der
Aufnahme einer Schraube oder eines Bolzens dient, mit der bzw. mit dem
ein Bauteil an das Blechteil angeschraubt werden kann.
Die Bezeichnung "Funktionselement" (im Englischen "functional element")
befaßt sich nicht nur mit Elementen, die ein Gewinde aufweisen, sondern
auch mit Elementen, die anderen Funktionen dienen. Beispielsweise sind
Funktionselemente bekannt, mit einem Kopf und einem Schaftabschnitt,
wobei der Schaftabschnitt als Führungszapfen dient oder eine kugelförmi
ge Ausbildung an seinem freien Ende aufweist, die beispielsweise Teil ei
nes Kugelgelenks sein kann. Auch sind ähnliche Funktionselemente be
kannt, die eine Clip-Aufnahme tragen. Auch sind Funktionselemente bekannt,
die in Form von Hohlelementen vorliegen und beispielsweise als
Hohlführung oder zur Aufnahme von Einsteckteilen dienen. Die Bezeich
nung "Funktionselement" (im Englischen "functional element") hat sich als
Bezeichnung für Elemente eingebürgert, die einerseits an ein Blechteil
befestigt sind und andererseits irgendetwas tragen, sei es ein Außenge
winde, ein Innengewinde, ein Führungszapfen, ein Kugelkopf, eine Clip-
Aufnahme oder Aufnahme für ein Einsteckteil, wobei diese Auflistung le
diglich zur Erläuterung angegeben wird und nicht als beschränkende De
finition zu verstehen ist.
Wie oben zum Ausdruck gebracht, sind die an sich bekannten Funktion
selement hauptsächlich zur Anbringung an Blechteilen gedacht.
Es sind jedoch eine Reihe von Bauteilen bekannt, die nicht als reine
Blechteile vorliegen, sondern auch mit Funktionselementen bestückt wer
den müssen, um eine Anbindung an andere Bauteile zu ermöglichen oder
eine tragende oder führende Funktion auszuüben.
Es handelt sich bei solchen Bauteilen häufig um spröde oder nachgiebige
Bauteile, die aus einem Hohlräume oder Poren enthaltendem Werkstoff
bestehen und häufig als Materialverbundwerkstoff vorliegen. Als Beispiel
können folgende Werkstoffe genannt werden, die zur Herstellung von
Bauteilen, insbesondere spröden oder nachgiebigen Bauteilen, verwendet
werden, die erfindungsgemäß mit Funktionselementen bestückt werden
können:
Es handelt sich hier um hochporöse Metallwerkstoffe, deren Porengröße
und -verteilung im Herstellungsprozeß definiert einstellbar sind und für
eine breite Palette von möglichen Anwendungen interessant sind. Solche
Metallschäume bieten unter anderem für eine Vielzahl von Bauteilen Ma
terial- und Gewichtseinsparungen und somit auch Kosteneinsparungen.
Sie können Aufprallenergie durch progressive Verformung aufnehmen und
sind daher beispielsweise für Energie absorbierende Teile verwendbar,
beispielsweise für Konstruktionsteile von Fahrzeugen, die bei Unfällen
Aufprallenergie zum Schutz der Insassen aufnehmen sollen. Darüber hin
aus haben sie ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften, so daß sie
Schallwellen und mechanische Schwingungen gut absorbieren bzw. ab
schwächen können.
Bekannt sind u. a. Metallschäume aus Aluminium und Magnesium sowie
Metallschäume aus Stahl. Verschiedene Herstellungsverfahren sind be
kannt, die zur Erzeugung solcher Metallschäume verwendet werden kön
nen. Beispielsweise kann Metallpulver mit einer chemischen Verbindung
vermischt werden, die später bei einer thermischen Behandlung das Auf
schäumen des Metalls bewirkt. Am Schmelzpunkt des Metalls wird Gas
freigesetzt, das zum Schäumen führt. Es ist auf diese Weise bereits gelun
gen, Aluminiumschäume zu erzeugen, die einen Gasanteil von bis zu 97%
aufweisen. Auch lassen sich Stahlschäume mit diesem Verfahren herstel
len. Das Verfahren ist für ein breites Spektrum von Elementen und Legie
rungen anwendbar. Es besteht auch die Möglichkeit, Metallstrukturen aus
Hohlkugeln, beispielsweise Stahlhohlkugeln, herzustellen.
Für die Herstellung von Magnesiumschäumen mit bis zu 60% Gasanteil
ist bekannt, dünnwandige keramische Hohlkugeln in einem gießtechni
schen Prozeß in eine Magnesiummatrix einzubetten, wobei auch Magensi
um-Legierungen zur Anwendung kommen und frei wählbar sind.
Je nach Matrixlegierung können solche Wirkstoffe fester und spröder oder
aber weicher und duktiler sein als die Ausgangslegierung.
Nach Herstellung der Schäume sind diese häufig mit einer Gußhaut ver
sehen, die entweder entfernt oder mit einem Füllmaterial geglättet werden.
Schäume mit einer Gußhaut, die ggf. mit einem Füllmaterial gefüllt ist,
bilden eine Art von Sandwich-Struktur.
Zur Erzeugung von Materialverbundstoffen in Form einer Sandwich-
Struktur mit einem Kern aus einem Metallschaum können die oben be
schriebenen Metallschäume mit oder ohne Gußhaut erzeugt und mit obe
ren und/oder unteren Decklagen bzw. aus Blech oder Kunststoff versehen
werden.
Durch die Aufbringung von Schichten oder -lagen auf dem Kern können
Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, niedrige oder hohe Reibung, Korrosi
onsbeständigkeit sowie günstige Verschleißeigenschaften erreicht werden.
Die entsprechenden Bauteile bzw. etwaige vorhandene Decklagen können
mit allen bekannten Beschichtungsverfahren beschichtet werden, d. h. mit
galvanischen Beschichtungen, Lackbeschichtungen oder mittels PVD-
Verfahren durchgeführte Beschichtungen u. a., versehen werden. Bei der
Vorsehung von Blechlagen auf einem aus Schaumstoff bestehenden Kern
können die Blechlagen auf dem Metallschaumkern aufgeklebt oder gebon
det werden, wozu auch Löt- und Hartlötverfahren in Frage kommen. Für
Decklagen aus Kunststoff werden üblicherweise Klebstoffe verwendet, um
die Anbindung an den Kern zu erreichen.
Ein anderes Verfahren zur Erzeugung von Sandwich-Strukturen besteht
darin, Hohlprofile aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise in Form von
mittels Strangpressen extrudierten Profilen vollständig oder bereichsweise
mit einem Metallschaumkern zu versehen. Dies kann durch das Einfüh
ren von länglichen Streifen aus Metallschaum, ggf. mit einer Oberflächen
verklebung des Metallschaums an das Profil oder durch das Aufschäumen
von Metall-/Schaumstoffmischungen im Hohlprofil erfolgen. Auch können
offene Profile oder geformte Blechteile mit einer Einlage aus Metallschaum
(Einlage aus einer Lage Metallschaum oder aus mehreren Lagen Metall
schaum) versehen werden und dann mit einem Abdeckstreifen oder -profil
abgedeckt werden, der bzw. das im Randbereich mit dem offenen Profil
durch Schweißen, Nieten, Kleben oder anderweitig befestigt wird. Anstelle
von Metallschäumen können auch Kunststoffschäume oder andere Mate
rialien in solchen Verbundstrukturen verwendet werden. Eine konkrete
Verwendung solcher, mit Metallschaum oder mehreren Füllstoffen gefüll
ter Profile stellt die Anwendung als B-Säule eine Kraftfahrzeugs dar, die
durch die Füllung eines vorgefertigten Profils, ggf. mit anschließender
Formgebung durch Biegen oder Pressen hergestellt werden kann.
Durch die abschnittsweise Füllung solcher Profile können die gewünsch
ten mechanischen Eigenschaften eingestellt werden. Beispielsweise kann
in einem Bereich die gewünschte Steifigkeit bzw. Knickfestigkeit, und in
einem anderen Bereich die gewünschte Verformung, beispielsweise im
Falle eines Unfalls, erreicht werden.
Es kommen auch Materialverbundstoffe, die aus einem Kern mit einer
Wabenstruktur und aus oberen und/oder unteren Decklagen bestehen, in
Frage, wobei die Decklagen aus Blech oder aus Kunststoffplatten bestehen
können. Die Wabenstruktur kann aus Metall, aus Metallfolien oder aus
Karton oder Papier oder aus Kunststoff oder aus Zellulose oder Lignozel
lulose bestehen.
Solche Werkstoffe umfassen u. a. Gußteile aus z. B. Magnesium, Magnesi
umlegierungen und Duroplaste mit und ohne Füllstoffe. Solche Werkstoffe
können ebenfalls für Bauteile verwendet werden, die erfindungsgemäß mit
Funktionselementanordnungen bestückt werden.
Auch Kunststoffbauteile, Bauteile aus Holze oder Spanplatten oder der
gleichen kommen für die erfindungsgemäßen Zusammenbauteile in Frage,
wobei solche Werkstoffe üblicherweise als nachgiebig anzusehen sind, da
sie bei den Kräften, die bei der Herstellung einer Nietverbindung herr
schen, üblicherweise deutlich nachgeben.
Auch sind besondere Materialverbundwerkstoffe denkbar, die aus einer
Kombination von einem oder mehreren der oben genannten Werkstoffe be
stehen, beispielsweise mehrlagigen Anordnungen, die aus mehreren, an
einander gebondeten Lagen bestehen, wodurch beispielsweise dickere
Bauteile oder Bauteile mit komplexeren Formen aufgebaut werden kön
nen.
Obwohl die Erfindung vornehmlich zur Anwendung bei solchen, oben er
wähnten, üblicherweise als nachgiebig verstandenen Bauteilen gedacht
ist, kann sie auch ohne Einschränkung mit massiven Bauteilen verwendet
werden, die als im wesentlichen nicht nachgiebig verstanden werden, bei
spielsweise dickere Metallplatten oder Bauteile aus spröden Materialien,
bei denen man mit großen Auflageflächen arbeiten muß, um Rißbildung
im Material zu vermeiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Funktionselementanordnung
zur Anbringung an ein Bauteil, insbesondere - jedoch nicht ausschließlich
- zur Anbringung an ein nachgiebiges Bauteil vorzusehen, die einerseits
unter Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften des jeweiligen
Bauteils wie Nachgiebigkeit, Sprödheit, Zähigkeit, Biegsamkeit, Festigkeit,
Verformbarkeit es dennoch ermöglicht, ein Zusammenbauteil zu erzeugen,
die eine Anbindung an andere Bauteile ermöglichen, ohne daß die auf
grund dieser Anbindung entstehenden Kräfte zu einer unerwünschten
Verformung oder Beschädigung des erstgenannten Bauteils führen.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Zusammenbauteils vorzusehen,
das es ermöglicht, ein Funktionselement unter kontrollierbaren Bedin
gungen an ein Bauteil so anzubringen, daß das Zusammenbauteil eine
Anbindung an ein weiteres Bauteil unter Anwendung des Funktionsele
ments ermöglicht, ohne daß die aufgrund der Anbindung entstehenden
Kräfte zu einer Verformung oder Beschädigung des erstgenannten Bau
teils bzw. des Zusammenbauteils führt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Element zur
Anbringung an ein Bauteil, insbesondere - jedoch nicht ausschließlich -
zur Anbringung an ein nachgiebiges Bauteil vorzusehen, bei dem die Aus
bildung des Elements sowie die Art der Anbringung des Elements am
Bauteil eine korrosionsgeschützte Verbindung zwischen dem Element und
dem Bauteil sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß ein Funktionselement
der eingangs genannten Art vorgesehen, der sich dadurch auszeichnet,
daß ein Hilfsfügeteil vorgesehen ist, daß das Funktionselement beim An
bringen an das Bauteil mittels eines Nietverfahrens oder eines Stanz- und
Nietverfahrens mit dem Hilfsfügeteil umformtechnisch verriegelbar ist und
daß vorzugsweise mindestens eine Einrichtung vorgesehen ist, um eine
Verdrehsicherung zwischen dem Funktionselement und dem Bauteil
und/oder zwischen dem Hilfsfügeteil und dem Bauteil zu erzeugen.
Das Bauteil wird üblicherweise vorgelocht, beispielsweise durch einen
Bohrvorgang oder durch einen Stanzvorgang. Selbst wenn das mit der
vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangende Funktionselement
selbststanzend ausgebildet ist, wird das Funktionselement normalerweise
nicht dazu benutzt, das Bauteil zu lochen, sondern das Hilfsfügeteil, wo
bei es nicht ausgeschlossen ist, daß ein selbststanzendes Funktionsele
ment auch zur Lochung des Bauteils verwendet werden könnte. Auch
können die erfindungsgemäß zu bestückenden Bauteile durch Urformen
vorgelocht werden, d. h. das Loch wird bei der Urherstellung des Bauteils
ausgebildet, beispielsweise beim Gießen des Bauteils oder während eines
Druckgußverfahrens oder Einspritzverfahrens in das Bauteil eingebracht.
Der Begriff Bauteil umfaßt auch ein zusammegesetztes Bauteil bestehend
aus zumindest zwei aneinandergelegten Bauteilen. Es ist nämlich ein
Vorteil der Funktionselementanordnung der vorliegenden Erfindung, daß
es im Prinzip keine Beschränkung auf die Dicke des jeweiligen Bauteils
gibt, so daß zwei, drei oder mehr einzelne Bauteile mit der Funktionselementanordnung
gemäß der Erfindung zu einem zusammengesetzten
Bauteil verbunden werden können, an dem dann ein weiteres Bauteil
(oder weitere Bauteile) unter Anwendung des Funktionselements ange
bracht werden können. Wird das Funktionselement beispielsweise als ein
Bolzenelement ausgebildet, so kann das weitere Bauteil (oder die weiteren
Bauteile) an das Zusammenbauteil durch eine Mutter befestigt werden,
die auf das Bolzenelement aufgeschraubt werden soll. Bei Ausbildung des
Funktionelements als Mutter kann eine Schraube verwendet werden, um
ein weiteres Bauteil (oder weitere Bauteile) am erstgenannten Bauteil zu
befestigen. Das Funktionselement könnte schließlich auch als ein Hohl
niet ausgebildet werden, so daß ein weiteres Bauteil (weitere Bauteile)
über eine Nietverbindung am erstgenannten Bauteil befestigt werden kön
nen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn sowohl das Funktionselement als auch
das Hilfsfügeteil bei der Durchführung des Nietverfahrens zur Bildung der
Verriegelung verformbar sind. Erfahrungsgemäß führt eine solche Anord
nung zu einer besonders festen und auch verdrehsicheren Verbindung
zwischen dem Funktionselement und dem Hilfsfügeteil.
Besonders günstig ist, wenn das Funktionselement und das Hilfsfügeteil
von entgegengesetzten Seiten des Bauteils kommend miteinander und mit
dem Bauteil verfügbar sind. Dies erleichtert einerseits die automatische
Zuführung des Funktionselements und des Hilfsfügeteils in das für die
Anbringung vorgesehene Werkzeug und stellt zudem eine günstige Aus
richtung der beiden Teile miteinander sicher.
Besonders günstig ist, wenn das Funktionselement und das Hilfsfügeteil je
einen, eine Auflagefläche bildenden Flansch aufweisen, an dem das Bauteil
zur Anlage kommt, d. h., zwischen dem das Bauteil eingefangen bzw.
geklemmt ist. Eine solche Anordnung stellt eine besonders prozeßsichere
Möglichkeit dar, die Funktionselementanordnung und das Hilfsfügeteil
miteinander und mit dem Bauteil zu verbinden. Da das Bauteil zwischen
den zwei Flanschen angeordnet wird und der Abstand zwischen den zwei
Flanschen durch die Ausbildung des Funktionselements und des Hilfsfü
geteils genau vorgegeben werden kann, erfolgt eine etwaige Kompression
oder Verformung des Bauteils in genau kontrollierter Weise, so daß bei der
Serienherstellung das gewünschte Ergebnis, vornehmlich die Eigenschaf
ten des Zusammenbauteils, Stück für Stück sicher erreicht werden kann.
Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, daß beide Teile, d. h. Funkti
onselement und Hilfsfügeteil, einen Flansch haben. Es genügt bei man
chen Funktionselementen vielmehr, wenn nur das Hilfsfügeteil einen eine
Auflagefläche bildenden Flansch aufweist, an der das Bauteil zur Anlage
kommt. Bei einer solchen Ausbildung wird das weitere Bauteil dann auf
der dem Flansch des Hilfsfügeteils abgewandten Seite des erstgenannten
Bauteils angebracht.
Die verwendbaren Funktionselemente können in verschiedene Kategorien
unterteilt werden. Beispielsweise gibt es Funktionselemente, die in an sich
bekannter Weise mit einem Kopfabschnitt und einem Schaftabschnitt ver
sehen sind, wobei das Funktionselement im Bereich des Kopfabschnitts
oder im Bereich des Übergangs vom Kopfabschnitt zum Schaftabschnitt
ein Nietabschnitt für die Nietverbindung mit dem Hilfsfügeteil aufweist.
Der Schaftabschnitt kann dann als Gewindeträger, als Führungsteil oder
als Clip-Aufnahme ausgebildet werden.
Alternativ hierzu kann das Funktionselement als Hohlkörperelement, bei
spielsweise als Mutterelement, als Führungsbuchse oder als Aufnahme für
ein Einsteckteil ausgebildet werden.
Wenn das Funktionselement mit einem Kopfabschnitt und einem Schaf
tabschnitt versehen ist, kann es in einer Ausführungsform ähnlich wie bei
einem SBF-Bolzen der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG
so ausgebildet werden, daß der Kopfabschnitt im Bereich des Übergangs
zum Schaftabschnitt einen Flansch aufweist, dessen dem Schaftabschnitt
abgewandte Fläche eine Auflagefläche bildet, an der das Bauteil zur Anla
ge kommt, wobei der Kopfabschnitt auf dem dem Schaftabschnitt abge
wandten Ende einen Nietabschnitt zur Vernietung mit dem Hilfsfügeteil
aufweist.
Besonders günstig ist, wenn der Kopfabschnitt zwischen dem Flansch und
dem Nietabschnitt einen Zwischenabsatz aufweist. Der Zwischenabsatz
dient dann der Zentrierung des Funktionselements innerhalb des Bauteils
und bildet zudem eine Art Abstandsstück zwischen dem Flansch und dem
Hilfsfügeteil, das den mechanischen Eigenschaften des Zusammenbauteils
zugute kommt.
Bei einer derartigen Ausbildung können Verdrehsicherungsmerkmale im
Bereich der Auflagefläche des Flansches und/oder im Bereich des Über
gangs zum Zwischenabsatz und/oder am Zwischenabsatz vorgesehen
werden. Hierdurch wird die erforderliche Verdrehsicherung gegenüber
dem Bauteil erzeugt. Die Nietverbindung zwischen dem Nietabschnitt und
dem Hilfsfügeteil dient dann primär der Aufgabe der axialen, festen An
bringung des Funktionselements am Bauteil.
Wenn der Zwischenabsatz an einer Ringschulter in den Nietabschnitt
übergeht, können Verdrehsicherungsmerkmale auch im Bereich zwischen
dem Zwischenabsatz und dem Nietabschnitt vorgesehen werden, bei
spielsweise an der Ringschulter und/oder im Bereich des Übergangs der
Ringschulter in den Nietabschnitt und/oder am Nietabschnitt selbst.
Bei einer anderen Ausbildung des Funktionselements, beispielsweise ähn
lich einem EBF-Bolzen der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co.
KG, weist der Kopfabschnitt im Bereich seines freien, dem Schaftabschnitt
abgewandten Endes einen eine Auflagefläche bildenden Flansch auf, an
dem das Bauteil zur Anlage kommt und ist im Bereich des Übergangs vom
Kopfabschnitt in den Schaftabschnitt zur Vernietung mit dem Hilfsfügeteil
ausgebildet, d. h. dort mit einem Anformabschnitt versehen.
Eine derartige Ausbildung bedeutet, daß in einem EBF-Bolzen ein Zwi
schenabsatz zwischen dem Flansch (der bisherige Kopfabschnitt des EBF-
Bolzens) und dem sich im Bereich des Übergangs in den Schaftabschnitt
befindlichen Nietabschnitt bzw. Anformabschnitt eingefügt wurde. Dieser
Zwischenabsatz, der zur Gewichstersparnis hohl ausgebildet werden
kann, bietet einerseits die gleichen Vorteile wie der oben beschriebene
Zwischenabsatz, und führt auch zur Möglichkeit, die Verdrehsicherung
der Funktionselementanordnung zu verbessern. Es können nämlich Ver
drehsicherungsmerkmale im Bereich der Auflagefläche des Flansches
und/oder im Bereich des Übergangs vom Flansch in den Zwischenabsatz
und/oder am Zwischenabsatz vorgesehen werden, so daß hier eine ver
drehsichere Befestigung am Bauteil erfolgt. Da der Zwischenabsatz über
eine Ringschulter in das Schaftteil übergeht, können alternativ oder zu
sätzlich zu den bereits angesprochenen Verdrehsicherungsmerkmalen
Verdrehsicherungsmerkmale im Bereich dieser Ringschulter vorgesehen
werden, beispielsweise an der Ringschulter und/oder im Bereich des
Übergangs der Ringschulter in den Nietabschnitt bzw. Anformabschnitt
und/oder am Nietabschnitt bzw. Anformabschnitt selbst.
Hierdurch wird das Hilfsfügeteil verdrehsicher am Funktionselement befe
stigt, so daß bei einer Verdrehsicherungsanordnung des Hilfsfügeteils am
Bauteil, beispielsweise durch die Verwendung eines entsprechenden Kleb
stoffes, eine weiter Erhöhung der Verdrehsicherheit erreichbar ist.
Wenn das Funktionselement als Hohlkörperelement ausgebildet ist, kann
dieses einen Kopfabschnitt und einen Nietabschnitt bzw. Einformab
schnitt aufweisen, wobei der Kopfabschnitt vorzugsweise in einen Flansch
und einen Zwischenabsatz unterteilt ist, wobei der Flansch eine Auflage
fläche bildet, an der das Bauteil zur Anlage kommt und im Bereich des
dem Nietabschnitt abgewandten Endes des Zwischenabsatzes angeordnet
ist. Auch bei dieser Anordnung bietet der Zwischenabsatz die oben er
wähnten Vorteile.
Weiterhin können Verdrehsicherungsmerkmale im Bereich der Auflageflä
che und/oder am Übergang von der Auflagefläche in den Zwischenabsatz
und/oder am Zwischenabsatz vorgesehen werden. Auch bei dieser Ausbil
dung werden somit Verdrehsicherungsmerkmale am oder im Bereich der
Auflagefläche des Flansches vorgesehen und können somit auf besonders
sichere Weise mit einer oberen Decklage des Bauteils zur Sicherstellung
der erforderlichen Verdrehsicherung zusammenarbeiten. Da die obere
Decklage üblicherweise eine höhere Festigkeit als der Hohlräume enthal
tende Kern aufweist, wird hierdurch, wie bei den bisher erörterten, ähnli
chen Beispielen, eine qualitativ hochwertige Verdrehsicherheit erreicht.
Auch bei dieser Anordnung kann der Zwischenabsatz über eine Ring
schulter in den Nietabschnitt übergehen, wobei Verdrehsicherungsmerk
male dabei mit Vorteil an der Ringschulter oder am Übergang zum Nietab
schnitt und/oder am Nietabschnitt vorgesehen werden können.
Obwohl das Vorsehen eines Flansches am Funktionselement bei manchen
Anwendungen vorteilhaft ist, ist es nicht zwingend erforderlich. Beispiels
weise kann das Hohlkörperelement einen Kopfabschnitt und einen Nietab
schnitt bzw. Einformabschnitt aufweisen, wobei der Kopfabschnitt eine
Mantelfläche ohne Flansch aufweist und über eine Auflagefläche in den
Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt übergeht, an der sich im eingebauten
Zustand das Hilfsfügeteil in Anlage befindet, wobei das Hilfsfügeteil eine
Auflagefläche aufweisen soll, an der das Bauteil zur Anlage kommt.
Eine Funktionselementanordnung dieser Art ermöglicht es, verschiedene
bekannte Hohlkörperelemente in der jetzt vorliegenden Form, d. h. ohne
weitere Modifikationen, zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe zu
verwenden. Beispielsweise können die sogenannten RSU-Elemente der
Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG hier zur Anwendung
gelangen. Bei einer solchen Anordnung werden Verdrehsicherungsmerk
male im Bereich des Nietabschnittes bzw. Einformabschnittes d. h. zwi
schen dem Funktionselement und dem Hilfsfügeteil, vorgesehen. Es müs
sen dann weitere Maßnahmen ergriffen werden, um eine Verdrehsiche
rung gegenüber dem Bauteil sicherzustellen. Dies kann beispielsweise da
durch erreicht werden, daß ein Klebstoff zur Anwendung gelangt. Eine
andere Möglichkeit besteht darin, Verdrehsicherungsmerkmale an der
Mantelfläche des Kopfabschnittes des Funktionselements vorzusehen, bei
spielsweise in Form von sich in axialer Richtung des Elementes erstreckenden
Rippen oder dadurch, daß die Mantelfläche polygonartig ausgebil
det ist oder eine genutete bzw. gerippte Form aufweist.
Das Hilfsfügeteil wird in vielen Fällen als Blechteil realisiert. Dies stellt ei
ne preisgünstige Möglichkeit dar, das Hilfsfügeteil herzustellen und eine
hochfeste Verbindung zum Funktionselement bzw. eine hochfeste Verbin
dung der Funktionselementanordnung am Bauteil zu realisieren.
Das Blechteil kann mit einer metallischen Beschichtung und/oder mit ei
ner Kunststoffbeschichtung versehen werden, wobei die Beschichtung
vorzugsweise aus einem gegenüber dem Werkstoff oder den Werkstoffen
des Bauteils und gegenüber dem Werkstoff des Funktionselements bzw.
seiner Beschichtung korrosionsbeständigem Material bestehen soll. Wei
terhin soll der Werkstoff des Funktionselements oder einer etwaigen
Oberflächenbeschichtung des Funktionselements gegenüber dem Werk
stoff oder den Werkstoffen des Bauteils korrosionsbeständig sein.
Alternativ zur Anwendung eines Blechteils für das Hilfsfügeteil kann die
ses auch ein Kunststoffteil sein, vorzugsweise in Form eines faserver
stärkten Kunststoffteils. Dieses Teil kann auch ggf. mit einer metallischen
Beschichtung versehen werden (beispielsweise für dekorative Zwecke oder
zur Sicherstellung der elektrischen Leitung), wobei diese Beschichtung
dann aus einem Material bestehen soll, das zu keinen Korrosionserschei
nungen gegenüber dem Werkstoff oder den Werkstoffen des Bauteils
und/oder des Funktionselements führt.
Das heißt, daß hier, wie auch oben, weder das Hilfsfügeteil noch das
Bauteil noch das Funktionselement korrodieren sollen.
Das Hilfsfügeteil ist vorzugsweise als tellerartiges Teil ausgebildet, dessen
Randbereich einen Flansch mit einer Auflagefläche bildet, an der das
Bauteil zur Anlage kommt und dessen Vertiefung in eine Ringvertiefung
oder abgesetzte Bohrung des Bauteils anzuordnen ist, wobei das Funkti
onselement mit dem Boden der Vertiefung vernietbar sein soll.
Besonders günstig bei dieser Ausführungsform des Hilfsfügeteils ist, daß
man hierdurch eine Anpassung an verschiedene Bauteildicken erreichen
kann, ohne das Funktionselement ändern zu müssen. Statt dessen wird
lediglich die Bauhöhe des Hilfsfügeteils je nach verwendetem Bauteil die
sem angepaßt. Da solche Hilfsfügeteile preisgünstig und kurzfristig herzu
stellen sind, beispielsweise als Massenprodukt in einem Preßwerk, ist es
wesentlich leichter, das Hilfsfügeteil zu ändern, als das Funktionselement,
der üblicherweise besondere Kaltschlagwerkzeuge zu seiner Herstellung
erfordert.
Anstatt ein tellerartiges Hilfsfügeteil zu verwenden, kann dieses als flache
Scheibe ausgebildet werden, dessen Randbereich eine Auflagefläche bildet,
an der das Bauteil zur Anlage kommt, wobei das Funktionselement mit
dem mittleren Bereich der Scheibe vernietbar ist. Solche Scheiben ermög
lichen auch eine Anpassung an Bauteile verschiedener Dicke, und zwar
dadurch, daß sie in eine abgesetzte Bohrung des Bauteils eingesetzt wer
den können und an einer durch die abgesetzte Bohrung gebildete Ring
schulter zur Anlage kommen. Durch die Änderung der Position der Ring
schulter innerhalb des jeweiligen Bauteils kann die jeweilige Anpassung
an verschiedene Bauteile vorgenommen werden, ohne daß die Ausbildung
des Funktionselements geändert werden muß.
Egal, ob das Hilfsfügeteil als tellerartiges Teil oder als Scheibe realisiert
wird, kann der Boden der Vertiefung oder der mittlere Bereich der Scheibe
zur Aufnahme eines Nietabschnittes des Funktionselements vorgelocht
sein. Eine solche Vorlochung vereinfacht unter Umständen die Anbrin
gung des Funktionselements und erleichtert auch die gegenseitige Zentrie
rung des Funktionselements und des Hilfsfügeteils. Alternativ hierzu sind
der Boden der Vertiefung oder der mittlere Bereich der Scheibe nicht vor
gelocht, sondern werden erst bei Anbringung des Funktionselements
durch einen Stanz- und Nietabschnitt des Funktionselements oder durch
einen vorlaufenden Lochstempel gelocht.
Diese Ausführungsform ermöglicht die erfindungsgemäße Verwendung an
sich bekannter oder hiervon abgeleiteter Funktionselemente, die mit ei
nem Stanz- und Nietabschnitt versehen sind oder mit einem vorlaufenden
Lochstempel verwendet werden.
Wie bereits erwähnt kann/können das Funktionselement und/oder das
Hilfsfügeteil an mindestens einem Oberflächenbereich, der bei Anbringung
an das Bauteil mit diesem und/oder mit dem jeweils anderen Teil
(Hilfsfügeteil bzw. Funktionselement) in Berührung gelangt, mit einem
Klebstoff versehen werden. Dieser Klebstoff, der vorzugsweise ein Troc
kenklebstoff ist, der bei Druckausübung für eine Klebverbindung zwi
schen dem Bauteil und dem Funktionselement und/oder zwischen dem
Bauteil und dem Hilfsfügeteil und/oder zwischen dem Funktionselement
und dem Hilfsfügeteil sorgt, kann einerseits für eine Abdichtung der
Funktionselementanordnung gegenüber dem Bauteil sorgen, kann aber
andererseits auch die Einrichtung oder eine der Einrichtungen zur Erzeu
gung einer Verdrehsicherung bilden.
Weitere Ausbildungen der Einrichtung zur Erzeugung der Verdrehsiche
rung können den Ansprüchen 39 und 40 entnommen werden.
Selbst wenn viele der an sich bekannten Funktionselemente ggf. mit einer
entsprechenden Abwandlung sich für die Anwendung mit einem Hilfsfü
geteil für die Anbringung an einem Bauteil eignen, wobei ggf. verschiedene
Modifikationen durchzuführen sind, wie beispielsweise das Einführen ei
nes Zwischenabsatzes und die Aufteilung der Verdrehsicherungsfunktion
und der Nietfunktion zwischen unterschiedlichen Bereichen des Funkti
onselements, so können auch neuartige Funktionselemente und/oder
Hilfsfügeteile zur Lösung der vorliegenden Aufgaben konzipiert werden.
Beispielsweise kann als Hilfsfügeteil ein tellerartiges Teil verwendet wer
den, dessen Rand eine Auflagefläche bildet, an der das Bauteil zur Anlage
kommt, wobei dieser Rand zunächst konusförmig ausgebildet ist und in
Richtung der Vertiefung des tellerartigen Teils divergiert, wobei die Ver
tiefung des tellerartigen Teils zur Aufnahme eines Nietabschnittes des
Funktionselements ausgebildet ist, der von der Seite des Randes in die
Vertiefung aufnehmbar ist und die Nietverbindung unter Flachpressung
des Randes des tellerartigen Teils zustandebringbar ist. Hierzu weist der
Nietabschnitt des Funktionselements vorzugsweise eine leicht divergieren
de Form im Bereich seines freien Endes auf. Besonders günstig ist bei die
ser Ausführungsform, wenn der Rand des tellerartigen Teils an mehreren
Stellen unterbrochen ist, da dies die Flachpressung bzw. Umlegung des
Randbereiches erleichtert.
In einer weiteren, alternativen Ausführungsform kann das Hilfsfügeteil die
Form eines Rohrabschnittes mit Flansch aufweisen, wobei das verwendete
Funktionselement durch ein neues Element in Form eines Hohlkörperele
ments ausgebildet ist, in den Rohrabschnitt paßt und in einem Endbereich
schräge Nasen aufweist, die sich ausgehend vom zugeordneten Ende
des Hohlkörperelements entlang einer Teillänge des Hohkörpers in Rich
tung dessen anderes Ende erstrecken und dabei in ihrer radialen Erstrec
kung abnehmen, wobei diese Nasen bei Einführung in den Rohrabschnitt
diesen in einem Endbereich und auch dem Bauteil entsprechend verfor
men und das Hohlkörperelement an seinem anderen Ende zur Verriege
lung mit dem Hilfsfügeteil aufweitbar ist.
Weiterhin befaßt sich die vorliegende Erfindung mit jeweiligen Funktio
nelementen zur Anwendung in den hier angegebenen Funktionselemen
tanordnungen und mit jeweiligen Hilfsfügeteilen, die sich ebenfalls zur
Anwendung in den hier beschriebenen Funktionselementanordnungen
eignen.
Darüber hinaus befaßt sich die vorliegende Erfindung mit Zusammen
bauteilen nach Anspruch 46.
Schließlich befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem Verfahren zur
Anbringung eines Funktionselements auf ein Bauteil nach einem der wei
teren Ansprüche 47 bis 56.
Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand einer Reihe von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die zei
gen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Funktionselementanordnung bestehend
aus einem Funktionselement in Form eines leicht abgewandel
ten Bolzenelementes vom Typ SBF der Firma Profil Verbin
dungstechnik GmbH & Co. KG zusammen mit einem erfin
dungsgemäßen Hilfsfügeteil bei der Anbringung an ein Sandwich-artiges
Bauteil, wobei die einzelnen Fig. 1A-1E ver
schiedene Stadien des Anbringungsverfahrens zeigen,
Fig. 2 eine Darstellung einer weiter abgewandelten Ausführung eines
Bolzenelementes nach Art des oben erwähnten SBF-Bolzens
zur Anbringung an ein sandwichartiges Bauteil, wobei die Fig.
2A bis 2G folgendes zeigen:
Fig. 2A das Bolzenelement teilweise in Längsrichtung geschnitten,
Fig. 2B einen aalen Schnitt durch das erfindungsgemäße Hilfsfügeteil
zur Anwendung mit dem Bolzenelement gemäß Fig. 2A,
Fig. 2C eine Draufsicht auf das Hilfsfügeteil der Fig. 2B,
Fig. 2D das Anfangsstadium der Anbringung des Funktionselements
und Hilfsfügeteils an dem Bauteil,
Fig. 2E das Endstadium der Anbringung des Bolzenelementes des
Hilfsfügeteils am Bauteil,
Fig. 2F das fertiggestellte Zusammenbauteil, und
Fig. 2G das Zusammenbauteil gemäß Fig. 2F mit einem weiteren, dar
an geschraubten Bauteil,
Fig. 3 eine Darstellung eines Funktionselements in Form einer abge
wandelten Ausführung eines Mutterelementes nach Art des
RSF-Elements der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH &
Co. KG zur Anbringung an ein sandwichartiges Bauteil, wobei
die Fig. 3A bis 3G folgendes zeigen:
Fig. 3A das Mutterelement teilweise in Längsrichtung geschnitten,
Fig. 3B einen axialen Schnitt durch das erfindungsgemäße Hilfsfügeteil
zur Anwendung mit dem Mutterelement gemäß Fig. 3A,
Fig. 3C eine Draufsicht auf das Hilfsfügeteil der Fig. 3B,
Fig. 3D das Anfangsstadium der Anbringung des Funktionselements
und Hilfsfügeteils an dem Bauteil,
Fig. 3E das Endstadium der Anbringung des Mutterelementes des
Hilfsfügeteils am Bauteil,
Fig. 3F das fertiggestellte Zusammenbauteil, und
Fig. 3G das Zusammenbauteil gemäß Fig. 3F mit einem weiteren, dar
an geschraubten Bauteil,
Fig. 4A eine Skizze zur Darstellung der Anbringung eines erfindungs
gemäßen Funktionselements in Form eines abgewandelten
EBF-Bolzenelementes der Firma Profil Verbindungstechnik
GmbH & Co. KG mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten
Hilfsfügeteil mit der Funktionselementanordnung teilweise in
Längsrichtung geschnitten,
Fig. 4B das zur Anwendung mit dem Bolzenelement der Fig. 4A erfin
dungsgemäß vorgesehene Hilfsfügeteil teilweise in Längsrich
tung geschnitten und in Alleinstellung,
Fig. 4C eine Skizze ähnlich der Fig. 4A nach der Schließung der zur
Anbringung des Funktionselementes verwendeten Presse, und
Fig. 4D das fertige Zusammenbauteil gemäß Fig. 4C nach der Entfer
nung aus der Presse,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Funktionselementanordnung bestehend
aus einem Mutterelement ausgebildet entsprechend dem RSU-
Element der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG
und einem erfindungsgemäßen Hilfsfügeteil bei der Anbringung
an ein sandwichartiges Bauteil, wobei die Fig. 5A bis 5E ver
schiedene Phasen der Anbringung am plattenförmigen Bauteil
darstellen,
Fig. 6 eine Reihenfolge von Zeichnungen entsprechend den Fig. 5A bis
5E, jedoch mit einer abgewandelten Ausführungsform eines er
findungsgemäßen Mutterelementes,
Fig. 7 eine Reihe von Zeichnungen ähnlich der Fig. 5A bis 5E zur
Darstellung der Anbringung eines weiteren, erfindungsgemä
ßen Funktionselements in Form eines abgewandelten RSU-
Mutterelementes, wobei die Fig. 7A, 7C bis 7F die gleichen Sta
dien des Anbringungsverfahrens zeigen wie die Fig. 5A bis 5E,
und die Fig. 7B eine Stirnansicht des Mutterelements der Fig.
7A zeigt,
Fig. 8 eine Reihenfolge von Zeichnungen entsprechend den Fig. 5A bis
5E, jedoch zur Darstellung der Anwendung eines erfindungs
gemäßen Funktionselements in Form eines Mutterelements
ähnlich dem RND-Element der Firma Profil Verbindungstech
nik GmbH & Co. KG,
Fig. 9 eine Reihenfolge von Zeichnungen ähnlich der Zeichnungsreihe
der Fig. 7A bis 7F, jedoch zur Darstellung der Anwendung eines
Funktionselements in Form einer Abwandlung des RND-
Elements,
Fig. 10 eine Reihe von Zeichnungen einer erfindungsgemäßen Funkti
onselementanordnung mit einem Mutterelement entsprechend
dem RSU-Element der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH
& Co. KG, jedoch mit einem erfindungsgemäßen Hilfsfügeteil
mit der Besonderheit, daß das Mutterelement und das Hilfsfü
geteil gemeinsam von einer Seite des Bauteils in dieses einge
bracht wird, wobei die Fig. 10A bis 10B verschiedene Stadien
des Anbringungsverfahrens zeigen,
Fig. 11 eine weitere, erfindungsgemäße Funktionselementanordnung
mit einem neuen Mutterelement und einem gegenüber den bis
herigen Beispielen deutlich anders ausgelegten erfindungsge
mäßen Hilfsfügeteil, wobei gemäß Fig. 11A das Mutterelement
und das Hilfsfügeteil auch hier von der gleichen Seite des
Bauteils in dieses hineingebracht werden und die einzelnen
Zeichnungen der Fig. 11C bis 11F verschiedene Stadien des
Anbringungsverfahrens zeigen, während Fig. 11B eine Stirnan
sicht auf das erfindungsgemäße Mutterelement zeigt,
Fig. 12A eine weitere, erfindungsgemäße Funktionselementanordnung
bestehend aus einem SBF-ähnlichen Element als Funktionse
lement und einer flachen Scheibe als Hilfsfügeteil, wobei die für
die Anbringung der Funktionselementanordnung an das Bauteil
verwendete Matrizenanordnung in einer teilweise in axialer
Richtung geschnittenen Darstellung gezeigt wird und
Fig. 12B das Zusammenbauteil nach Durchführung des Nietverfahrens
darstellt,
Fig. 13A eine Darstellung ähnlich der Fig. 12A, bei der jedoch die flache
Scheibe in einer abgesetzten Bohrung des Bauteils angeordnet
ist und das verwendete Funktionselement eine starke Ähnlich
keit zu einem SBF-Bolzen aufweist, wobei auch hier die ver
wendete Matrize bei der Anbringung der Funktionselemen
tanordnung in einer in Längsrichtung geschnittenen Ansicht
gezeigt wird und
Fig. 13B das fertiggestellte Zusammenbauteil darstellt, und
Fig. 14A eine Zeichnung ähnlich der Fig. 13A, jedoch unter Anwendung
eines Funktionselements in Form eines RSF-Elements der Fir
ma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, wobei auch
hier die verwendete Matrize bei der Anbringung der Funktion
selementanordnung in einer in Längsrichtung geschnittenen
Ansicht gezeigt wird und
Fig. 14B das fertiggestellte Zusammenbauteil darstellt.
Für die verschiedenen, im folgenden erläuterten Varianten der Erfindung
werden für gleiche Teile oder Teile, die die gleiche Funktion erfüllen, die
gleichen Bezugszeichen verwendet. Es wird ausdrücklich darauf hingewie
sen, daß die für einzelne Teile oder für Merkmale von Teilen verwendete
Beschreibung auch für andere Teile oder Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen
gilt, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas gegenteiliges ge
sagt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 wird mit 10 ein Bauteil identifiziert, das hier in
Sandwich-Bauform vorliegt und dementsprechend aus einem Kern 12 mit
oberen und unteren Decklagen 14 und 16 ausgebildet ist. Es kann sich
beispielsweise beim Kern 12 um einen Metallschaum, beispielsweise aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, handeln, während die Deckla
gen 14 und 16 aus an der Metallschaumplatte 12 angebondeten, dünnen
Blechen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus unter
schiedlichen Aluminiumlegierungen oder aus Stahl oder aus unterschied
lichen Materialien bestehen können, die beispielsweise jeweils eine Dicke
im Bereich von 0,5 bis 3 mm aufweisen können. Insgesamt kann das
Bauteil 10 eine Dicke aufweisen, die ohne weiteres im Bereich von 2,5 bis
50 mm oder höher liegt.
Obwohl das gleiche Bauteil 10 in allen nachfolgenden Figuren gezeigt
wird, kann das Bauteil 10 eine beliebige Ausbildung aufweisen, entspre
chend den in der Beschreibungseinleitung getroffenen Angaben zu den
verschiedenen Bauteilen, die erfindungsgemäß mit Funktionselementan
ordnungen bestückt werden können.
Im allgemeinen werden solche Bauteile deutlich dicker sein als die nor
malerweise in beispielsweise im Karosseriebau verwendeten Bleche, d. h.
dicker als 2,5 mm. Sie werden üblicherweise auch eine Kompressionsfe
stigkeit haben, die deutlich niedriger liegt als Bleche aus den gleichen
oder vergleichbaren Materialien, so daß mindestens bei einigen der nach
folgend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine ausgeprägte Verformung
des Bauteils mit der Anbringung der Funktionselementanordnung
einhergeht.
Es kann sich jedoch bei dem plattenförmigen Bauteil 10 auch durchaus
um dicke Bauteile aus Metall, Kunststoff, Hölzern oder anderen Werk
stoffen handeln, die entweder kaum verformt werden oder eine erhebliche
Verformung bei der Anbringung der Funktionselementanordnung erfah
ren.
Auch wenn das Bauteil 10 als plattenförmiges Bauteil dargestellt ist, kann
es sich durchaus auch um Wandbereiche von dreidimensionalen Gegen
ständen handeln, die nicht unbedingt aus Platten bestehen müssen, son
dern beispielsweise als gefüllte Hohlprofile, Gußteile, Spritzgußteile oder
anders hergestellten Teilen vorliegen können.
Fig. 1 befaßt sich mit der Anbringung einer Funktionselementanordnung
18, bestehend aus einem bolzenförmigen Element 20 und einem Hilfsfü
geteil 22. Das bolzenförmige Element 20 stellt sich als modifiertes SBF-
Element der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG dar und
weist ein Kopfteil 24 und ein Schaftteil 26, hier mit Gewinde 28, auf, wo
bei nur eine Teillänge des Schaftteils 26 dargestellt ist.
Das SBF-Element ist beispielsweise im US Patent 4,555,838 und im US-
Patent 4,459,073 beschrieben. Das SBF-Element und das Verfahren zur
Anbringung des Elements ist außerdem im US-Patent 4,543,701 und im
US-Patent 4,727,646 genau angegeben. Das SBF-Element wird hier in
modifizierter Form verwendet. Das Kopfteil 24 des Funktionselements 20
weist an seinem dem Schaftteil 26 abgewandten Ende einen Stanz- und
Nietabschnitt 30 auf, der genau nach den oben erwähnten US-Patenten,
insbesondere nach der US-PS 4,555,838, ausgebildet ist. An seinem dem
Schaftteil 26 zugewandten Ende weist das Kopfteil 24 einen Flansch 32
mit einer Auflagefläche 34 auf, die im eingebrachten Zustand zur Anlage
an der Decklage 14 des Bauteils 10 kommt.
Abweichend von einem herkömmlichen SBF-Bolzen weist das Element 20
der Fig. 1 einen Zwischenabsatz 36 auf, dessen axiale Länge gewählt wird,
um die Anbringung in dem verhältnismäßig dicken Bauteil 10 und am
Hilfsfügeteil 22 in der nachfolgend zu erläuternden Weise zu ermöglichen.
Bei einem herkömmlichen SBF-Bolzen befinden sich in der dem Schaftteil
26 abgewandten Seite des Flansches 32 Formmerkmale, die bei der An
bringung des Elementes für eine Verdrehsicherung gegenüber dem
Blechteil sorgen. Auch bei dieser Ausführungsform sind ähnliche Form
merkmale vorhanden, sie sind jedoch hier etwas ausgeprägter ausgebildet,
um eine ausreichende Verdrehsicherung im im allgemeinen nachgiebige
ren Bauteil sicherzustellen. Diese Formmerkmale haben in dieser Ausfüh
rungsform die Gestalt von Nasen, die sich im Übergang zwischen der Auf
lagefläche 34 und dem Zwischenabsatz 36 befinden und sich erhaben in
radialer Richtung entlang der Auflagefläche 34 und erhaben in axialer
Richtung entlang des Zwischenabsatzes 36 erstrecken.
Das Hilfsfügeteil 22 besteht aus einem tellerartigen Blechteil, hier in einer
umgedrehten Orientierung gezeigt mit einem ebenen Randbereich 40 und
einer Vertiefung 42, die in einen durchgehenden Bodenbereich 44 über
geht, der parallel zum in Draufsicht kreisrunden, ringförmigen Randbe
reich 40 verläuft und hier nicht vorgelocht ist.
Zur Aufnahme der Funktionselementanordnung 18 bestehend aus dem
Funktionselement 20 und dem Hilfsfügeteil 22 ist das Bauteil 10 vorge
locht, und zwar in diesem Beispiel vorgebohrt, und mit einer abgesetzten
Bohrung 46 mit einem ersten Abschnitt 48 kleineren Durchmessers und
einem zweiten Abschnitt 50 größeren Durchmessers versehen, wobei der
Abschnitt 48 über eine Ringschulter 52 in den Abschnitt 50 übergeht. Der
Durchmesser des Abschnittes 48 entspricht zumindest im wesentlichen
dem Außendurchmesser des Zwischenabsatzes 36 und hat in etwa die
gleiche Länge wie dieser, während der Durchmesser des Abschnittes 50
zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Bodenbereiches
44 entspricht. Die axiale Länge des Abschnittes 50 entspricht zumindest
im wesentlichen der Höhe des Hilfsfügeteils 22 abzüglich der Blechdicke.
Für die Anbringung der Funktionselementanordnung 18 wird der Funkti
onselement 20 in einen Setzkopf 54 eingeführt, der beispielsweise in Fig.
1B dargestellt ist und einen Niederhalter 56 sowie einen Stempel 58 um
faßt, wobei der Stempel zur Aufnahme des Schaftteils 26 des Elementes
20 eine mittig angeordnete Bohrung 60 aufweist. Unterhalb des Bauteils
10 befindet sich eine Matrize 62 mit einer zylindrischen Form, die in einer
entsprechenden Bohrung 64 eines Werkzeugs 66 eingelassen ist.
Es handelt sich hier, wie üblich bei der Anbringung von Befestigungsele
menten, um einen Setzkopf 54, der am oberen Werkzeug einer Presse oder
an einer Zwischenplatte der Presse angeordnet ist, während es sich beim
Werkzeug 66 um die Zwischenplatte der Presse bzw. um das untere Werk
zeug der Presse handelt. Auch wäre eine umgekehrte Anordnung möglich,
bei der der Setzkopf 54 am unteren Werkzeug der Presse oder an einer
Zwischenplatte der Presse angebracht ist, während sich die Matrize 62
dann an der Zwischenplatte bzw. am oberen Werkzeug der Presse befin
det.
Auch ist es keinesfalls zwingend erforderlich, eine Presse für die Anbrin
gung der Funktionselementanordnung zu verwenden. Es könnte bei
spielsweise in an sich bekannter Weise ein Roboter, beispielsweise nach
dem europäischen Patent 0 691 900 zur Anwendung gelangen, wobei die
Matrize und der Setzkopf dann vom Roboter getragen werden. Es könnte
aber auch ein Schlagwerkzeug oder andere Werkzeuge für die Anbringung
der Funktionselementanordnung am Bauteil verwendet werden, beispiels
weise ein Werkzeug nach einem der nachfolgenden Schutzrechte
DE-PS 197 47 267, EP 0 890 397 oder DE-PS 197 01 088.
An dieser Stelle soll zum Ausdruck gebracht werden, daß es auch denkbar
wäre, das Hilfsfügeteil 22 nicht als Blechteil zu realisieren, sondern als
Kunststoffteil, beispielsweise mit Faserverstärkung. Auch kann sowohl
das Funktionselement 20 als auch das Hilfsfügeteil 22 mit einer oder
mehreren Schutzbeschichtungen versehen werden, die sicherstellen, daß
zwischen dem Funktionselement und dem Bauteil bzw. zwischen dem
Hilfsfügeteil und dem Bauteil und zwischen dem Funktionselement und
dem Hilfsfügeteil keine unzulässige Korrosion auftritt. Auch können alle
Flächen des Funktionselements 20, die in Berührung mit dem Bauteil 10
und/oder mit dem Hilfsfügeteil 22 kommen, sowie alle Flächen vom
Hilfsfügeteil 22, die mit dem Bauteil 10 und mit dem Funktionselement 20
in Berührung kommen, mit Klebstoff versehen werden, vorzugsweise mit
einem Trockenklebstoff, der unter Druck beim Anbringen der Funktion
selementanordnung aktiviert wird und vorzugsweise alle miteinander in
Berührung kommenden Flächen des Funktionselements 20, des Bauteils
10 und des Hilfsfügeteils 22 miteinander wasserdicht verklebt. Diese
Klebstoffverbindung sorgt außerdem für eine hohe Sicherheit gegen ge
genseitige Verdrehung. Die Klebstoffschicht bildet somit eine Verdrehsi
cherungseinrichtung.
Wie aus Fig. 1B ersichtlich, werden bei der Anbringung der Funktionsele
mentanordnung der Setzkopf und die Matrize axial miteinander und mit
der abgesetzten Bohrung 46 des Bauteils so ausgerichtet, daß das Funkti
onselement 20, das Hilfsfügeteil 22 und die abgesetzte Bohrung 46 alle an
einer gemeinsamen Längsachse 68 liegen und somit miteinander ausge
richtet sind.
Aus Fig. 1B ist beispielsweise auch ersichtlich, daß die Matrize 62 gegen
über dem Werkzeug 66 in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Achse 68
soweit zurückgesetzt ist, daß die Oberseite des Randbereiches 40 des
Hilfsfügeteils 22 zumindest im wesentlichen bündig mit der Oberseite des
Werkzeuges 66 liegt.
Auch ist aus Fig. 1B ersichtlich, daß die Matrize 62 einen koaxialen, zy
lindrischen Formvorsprung 70 aufweist, der in der Vertiefung 42 des
Hilfsfügeteils, genauer gesagt im Aufnahmeraum 72 der Vertiefung 42,
aufgenommen wird. Die Stirnfläche des Formvorsprungs 70 der Matrize ist
mit einer ringförmigen, gerundeten Formfläche 74 versehen, die zumin
dest im wesentlichen die Form aufweist, die im oben genannten US-Patent
4,727,646 beschrieben ist.
Weiterhin merkt man aus Fig. 1B, daß der Übergang zwischen dem Form
vorsprung 70 der Matrize und der sich in Fig. 1B horizontal erstreckenden
Anlagefläche der Matrize 62 für die Unterseite des Hilfsfügeteils 22 mit ei
ner abgerundeten kleinen Hinterschneidung 78 realisiert ist, die sicher
stellt, daß das Hilfsfügeteil beim Anbringen derselben nicht verletzt wird
und daß das Hilfsfügeteil und die Matrize nach der Durchführung des
Stanz- und Nietvorganges nicht stark aneinander haften bleiben.
Fig. 1C zeigt nun eine weitere Phase der Anbringung der Funktionsele
mentanordnung am Bauteil 10. Wie dort ersichtlich, wird das Bauteil 10
nunmehr vom Niederhalter 56 gegen die Oberseite des unteren Werkzeu
ges 66 und gegen die in Fig. 1C gezeigten Oberseite des Randbereiches 40
des Hilfsfügeteils 22 gedrückt, so daß das Bauteil unter dem Druck des
Niederhalters festgehalten wird. Der Stempel 58 hat sich durch die
Schließbewegung der Presse jetzt so weit nach unten bewegt, daß das
Stirnende des Stanz- und Nietabschnittes 30 des Funktionselements 20 in
Anlage an der Oberseite des Bodenbereiches 44 des Hilfsfügeteils 22 ge
langt ist.
Durch eine weitere Schließbewegung der Presse wird nunmehr dieser Bo
denbereich vom Stanz- und Nietabschnitt 30 durchgestanzt, wie in Fig. 1D
gezeigt. Der Stanz- und Nietabschnitt wird zu einem umlaufenden Niet
bördel 80 umgeformt, wobei der Rand des durchstanzten Bodenbereiches
44 des Hilfsfügeteils 22 zwischen dem Nietbördel 80 und der Ringschulter
82 beim Übergang des Stanz- und Nietabschnittes 30 in den Zwischenab
satz 36 gefangengehalten ist und auch entsprechend verformt wird. Es
entsteht an dieser Stelle eine Nietverbindung entsprechend der üblichen
Nietverbindung bei einem SBF-Element, jedoch mit dem Unterschied, daß
die Nietverbindung zwischen dem Nietbördel 80 und der Ringschulter 82
des Zwischenabsatzes 36 anstelle zwischen dem Nietbördel 80 und der
Unterseite des Flanschteils 32 gebildet wird.
Man sieht aus Fig. 1D und auch aus Fig. 1E, die das Zusammenbauteil
zeigt, daß die Verdrehsicherungsnasen 38 in die obere Decklage 14 des
Bauteils 10 hineingepreßt wurden und auch den Kernbereich 12 entspre
chend verformt haben, so daß diese Nasen eine zusätzliche Verdrehsicherungseinrichtung
bilden (zusätzlich zu der Klebstoffverbindung - falls vor
handen) und eine zusätzliche Verdrehsicherheit gewährleisten.
Der Stanzbutzen 82, der beim Durchstanzen des Bodenbereiches 44 des
Hilfsfügeteils 22 durch den Niet- und Stanzabschnitt 30 entsteht, wird,
wie üblich bei einem SBF-Bolzenelement, innerhalb des Stanz- und
Nietabschnittes gefangengehalten und dient auch der Abstützung des
Nietbördels, wodurch eine hochfeste Verbindung entsteht.
Im Gebrauch des fertigen Zusammenbauteils gemäß Fig. 1E wird ein an
deres Bauteil an der oberen Decklage 14 des Bauteils 10 befestigt, und
zwar durch eine Mutter, die auf dem Gewinde 28 des Schaftteils 26 ange
schraubt wird. Dies ist in Fig. 1 nicht gezeigt, wird jedoch im Zusammen
hang mit Fig. 2G beschrieben, die ein ähnliches Zusammenbauteil zeigt.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Hilfsfügeteil 22 beim Anbringen verlier
sicher durch die Matrizenanordnung gehalten wird, zum einen durch die
versenkte Anordnung der Matrize innerhalb des unteren Werkzeuges 66,
und zum anderen durch den Formvorsprung 70, der sich im Aufnahme
raum 72 des Hilfsfügeteils 22 befindet. Diese Anordnung sorgt auch für
ein sattes Anliegen des randförmigen Bereiches 40 an der unteren Deckla
ge 16 des Bauteils 10. Es geht auch aus Fig. 1D klar hervor, daß der Grad
der Quetschung des Bauteils 10 bei der Anbringung der Funktionsele
mentanordnung genau bestimmt wird durch die vorgegebene Höhe des
Zwischenabsatzes 36 und der Vertiefung 42, d. h. durch den Abstand zwi
schen dem Flansch 32 und dem ebenfalls einen Flansch bildenden Rand
bereich 40 des Hilfsfügeteils. Die Anordnung wird so getroffen, daß die
herrschenden Kräfte beim Anbringen in der Presse ausreichen, um die
Verbindung gemäß Fig. 1E zustande zu bringen, nicht jedoch so groß
sind, daß die Funktionselementanordnung oder das Hilfsfügeteil eine dar
über hinausgehende Verformung erfahren.
Ein besonderer Vorteil der Funktionselementanordnung gemäß Fig. 1 ist
darin zu sehen, daß die im Betrieb, beim Anschrauben eines weiteren
Bauteils herrschende Belastung des Bauteils 10 über den großflächigen
Randbereich 40 des Hilfsfügeteils auf das Bauteil 10 wirkt. Diese Fläche
kann ausreichend groß gewählt werden, damit die maximal zulässige Flä
chenpressung nicht überschritten wird.
Ein weiterer, besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß man
mit einem Element einen weiten Bereich von unterschiedlichen Bauteil
dicken abdecken kann, denn es ist nur notwendig bei unterschiedlichen
Bauteildicken, Hilfsfügeteile vorzusehen, die eine unterschiedliche Höhe
aufweisen, während die komplexeren Funktionselement 20 gleich bleiben
können. Zur Anwendung mit tellerartigen Hilfsfügeteilen 22 unterschiedli
cher Höhe sind natürlich auch entsprechend ausgelegte Matrizen, d. h.
Matrizen mit einer entsprechenden Höhe des Formvorsprungs 70, erfor
derlich. Außerdem muß die axiale Länge des Bohrungsabschnittes 50 ent
sprechend gewählt werden.
In Fig. 1 nicht gezeigt, jedoch durchaus möglich wäre es außerdem, die
Matrize 62 so am unteren Werkzeug 66 anzuordnen, daß die Fläche 76
bündig mit der Oberfläche des unteren Werkzeuges 66 liegt und die Ab
messungen so zu wählen, daß der Randbereich 40 des Hilfsfügeteils 22
bei der Anbringung am Funktionselement eine kleine Vertiefung in der
Unterseite des Bauteils 10 bildet, so daß die Unterseite des Hilfsfügeteils
22 bündig ist mit der unteren Decklage 16 des Bauteils 10 oder gar ge
ringfügig zurückgesetzt gegenüber dieser Fläche ist. Auf diese Weise kann
der Aufnahmeraum 72 mit einem Füllstoff befüllt und ggf. der Randbe
reich 40 mit Füllstoff überdeckt werden, so daß sich nach der Fertigstel
lung bzw. Lackierung des Bauteils eine glatte, durchgehende Fläche an
der unteren Decklage 16 an der Stelle des Hilfsfügeteils ergibt.
Bezugnehmend auf die Fig. 2 wird nun eine Funktionselementanordnung
beschrieben, die der Funktionselementanordnung gemäß Fig. 1 sehr ähn
lich ist, jedoch gewisse Abwandlungen erfahren hat.
Das Funktionselement 20 gemäß Fig. 2A ist auch hier ähnlich eines SBF-
Bolzenelementes realisiert, nur wird hier der Stanz- und Nietabschnitt 30
lediglich als Nietabschnitt verwendet und zu diesem Zweck im Bereich
seines Stirnendes zu einem konusförmig divergierenden Ringbereich 90
verformt. Bei dem Funktionselement 20 fehlt in diesem Beispiel der Zwi
schenabsatz 36 der Fig. 1, jedoch könnte das Element in Fig. 2A falls ge
wünscht mit einem solchen Zwischenabsatz ausgebildet werden. Im übri
gen sind die Verdrehsicherungsmerkmale 38 in der Auflagefläche 24 hier
genauso ausgeführt wie bei einem herkömmlichen SBF-Bolzen. Sie könn
ten aber auch so ausgeführt werden wie die Verdrehsicherungsmerkmale
38 gemäß Fig. 1.
Das Hilfsfügeteil 22 ist in diesem Beispiel ebenfalls tellerförmig ausgebil
det mit einem ringförmigen Randbereich 40, einer Vertiefung 42 und ei
nem Aufnahmeraum 72, wird jedoch hier in einer gegenüber Fig. 1 umge
kehrten Lage verwendet. Zu beachten bei diesem Beispiel ist, daß das
Hilfsfügeteil 22 im Bodenbereich 44 eine in der Mitte angeordnete Lo
chung 92 aufweist und daß der ringförmige Randbereich 40 konusförmig
divergierend nach unten in Richtung des Bodenbereiches 44 abgewinkelt
ausgebildet ist und an mehreren Stellen (in diesem Beispiel vier) durch
Schlitze 94 unterteilt ist, die sich über einen Teil der Seitenwand der Ver
tiefung 42 erstrecken. Das Hilfsfügeteil 22 wird vorzugsweise als Blechteil
realisiert und stellt ein typisches Stanzteil dar, d. h. die entsprechend
Form einschließlich die Lochung 92 und die Schlitze 94 werden in einem
Stanzvorgang aus einer Blechtafel oder aus einem Blechstreifen herge
stellt.
Fig. 2C zeigt das Hilfsfügeteil 22 in Draufsicht von oben.
Für die Anbringung der Funktionselementanordnung gemäß Fig. 2A bis
Fig. 2C kommen auch hier ein Setzkopf 54 und eine Matrize 62 zur An
wendung, wobei die Matrize 62 üblicherweise in ein unteres Werkzeug ei
ner Presse eingesetzt wird, was aber in der Darstellung gemäß Fig. 2D
nicht gezeigt ist. Auch hier besteht die Möglichkeit, die Funktionselemen
tanordnung mit einem Roboter oder mit einem Schlagwerkzeug oder an
derweitig einzusetzen.
Der Setzkopf 54 besteht in diesem Beispiel ebenfalls aus einem Nieder
halter 56 und einem Stempel 58. Die Matrize 62 weist ein mittleres Teil 63
auf, mit einem Formvorsprung 70 mit einem angeschrägten Stirnende 71,
einem zylindrischen Bereich 73, der sich innerhalb der Lochung 92 befin
det und diesen zentriert, und mit einem Radius 75, der in einer ebenen
Abstützfläche 77 übergeht, die senkrecht zur Längsachse 68 steht und die
Unterseite des Bodenbereiches 44 des Hilfsfügeteils 22 während der An
bringung des Elementes abstützt.
Die Matrize 62 der Fig. 2D hat auch eine umlaufende Ringnut 79 mit
schräggestellten Innen- und Außenwänden, deren Form an die Form der
unteren Randkante 81 des Randbereiches 40 des Hilfsfügeteils 22 zumin
dest im wesentlichen angepaßt ist, wobei aber - wie aus Fig. 2D ersichtlich
- die axiale Tiefe der Ringvertiefung 79 deutlich kleiner als die Blechstärke
des Hilfsfügeteils 22 gewählt wird.
Wie aus Fig. 2D ebenfalls ersichtlich, dienen sowohl der Formvorsprung
70 als auch die Ringvertiefung 79 und die zylindrische Bohrung 83 des
äußeren Teils 62 der Matrize 62 der Zentrierung des Hilfsfügeteils 22 bei
dessen Anbringung.
Fig. 2D zeigt die Anbringung der Funktionselementanordnung, nachdem
die Presse gerade soweit geschlossen ist, daß der Niederhalter 56 das
Bauteil 10 gegen die ringförmige Oberfläche 85 des Hilfsfügeteils 22 ge
drückt hat.
Beim vollständigen Schließen der Presse wird der konusförmig nach au
ßen gestellte Mündungsbereich 90 des Nietabschnittes 30 in den Eckbe
reich 87 des Hilfsfügeteils eingedrückt und, wie aus Fig. 2E leicht ersicht
lich ist, der Randbereich 40 des Hilfsfügeteils 22 hochgebogen, so daß die
ser Randbereich 40 nunmehr bündig auf der Stirnseite der äußeren Ma
trize 62 liegt, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 68. Der innere
Teil 63 der Matrize ist während der Schließbewegung der Presse auch ge
ringfügig nach oben verschoben worden, so daß die Stirnfläche des Form
vorsprungs 70 nunmehr geringfügig höher liegt als die obere Stirnseite der
äußeren Matrize 62. Es handelt sich daher bei der Matrize 62 um eine so
genannte Teleskop-Matrize, deren äußerer Teil nach oben vorgespannt,
bzw. deren innerer Teil nach unten vorgespannt ist, wobei die Matrize erst
bei vollständigem Schließen des Werkzeugs bzw. die Presse in die Stellung
gemäß Fig. 2E gebracht wird. Solche Teleskop-Matrizen sind mit anderen
Formgebungen für andere Zwecke an sich bekannt.
Durch die Umformung des Randbereiches 40 des Hilfsfügeteils und durch
die gleichzeitige Umformung des Bodenbereiches 44 des Hilfsfügeteils 22
wird der konusförmig nach außen verformte Ringbereich 90 des Funktion
selements 68 form- und kraftschlüssig im Hilfsfügeteil gehalten, so daß
der Funktionselement 20 und die Hilfsfügeteile 22 bei normaler Kraftaus
übung nicht mehr getrennt werden können. Die Schlitze 94 machen es
leichter, den Randbereich 40 umzuformen, sowohl bei der Herstellung des
Hilfsfügeteils 20 als auch bei der Flachpressung des Randbereiches 40
beim Anbringen der Funktionselementanordnung. Während dieser Flach
pressung werden die Bereiche 95 der Ringwand der Vertiefung 42 radial
nach innen verformt bzw. bewegt.
Fig. 2F zeigt das Zusammenbauteil bestehend aus der Funktionselemen
tanordnung 18 (20 + 22) und dem Bauteil 10 nach der Entfernung aus der
Presse. Hier ist deutlich zu erkennen, daß die Verdrehsicherungsmerk
male 38 im Bereich der Auflagefläche 34 des Flansches 32 die obere
Decklage 14 des Bauteils stellenweise eingedrückt haben, wobei auch der
Kernbereich 12 des Bauteils 10 teilweise verformt wird und somit die er
forderliche Verdrehsicherung sichergestellt haben. Auch hier werden das
Funktionselement 20 und/oder das Hilfsfügeteil 22 vorzugsweise mit einer
Klebstoffschicht versehen, um eine erhöhte Verdrehsicherheit zu gewähr
leisten.
Aus dem Bereich unten rechts in Fig. 2F ist auch deutlich zu erkennen,
wie der konusförmig divergierende Endbereich 90 des Nietabschnittes 30
in einer gerundeten, ringförmigen Nut 91 gefangengehalten wird, die zwi
schen dem nach oben gebogenen, radial nach außen verformten Randbe
reich 93 der Lochung 92 und dem radial nach innen verformten Seiten
rand 95 der Vertiefung 42 gefangengehalten wird.
Fig. 2G zeigt nun das Zusammenbauteil gemäß Fig. 3F bei einem Anwen
dungsfall, bei dem ein weiteres Bauteil 100 am erstgenannten Bauteil 10
befestigt wird, und zwar mittels einer Mutter 102, die auf dem Schaftteil
26 des Funktionselements 20 aufgeschraubt wird. Das Bauteil 10 weist
eine abgesetzte Bohrung 104 auf mit einem Abschnitt 106 größeren
Durchmessers, der geringfügig größer gewählt wird als der Außendurch
messer des Flansches 32 des Funktionselements 20 und mit einem Ab
schnitt 108 kleineren Durchmessers, wobei der Durchmesser des Ab
schnittes 108 nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des
Schaftte 66063 00070 552 001000280000000200012000285916595200040 0002010015239 00004 65944ils 26.
Die sich zwischen dem Bohrungsabschnitt 106 und dem Bohrungsab
schnitt 108 befindliche Ringschulter 110 weist im zusammengebauten
Zustand einen Abstand von der dem Schaftteil zugewandten Seite des
Flansches auf, so daß das weitere Bauteil 100 satt am erstgenannten
Bauteil 10 anliegt. Das heißt, daß das erstgenannte Bauteil 10 und das
weitere Bauteil 100 werden aneinander gepreßt und zwar zwischen dem
Randbereich 40 des Hilfsfügeteils 22 und einem Flanschteil 112 der Mut
ter 102. Diese Teile können flächenmäßig ausreichend groß gewählt wer
den, daß die maximal zulässige Flächenpressung bei dem ersten und
zweiten Bauteil 10, 100 berücksichtigt wird.
Die Kompressionskräfte, die auf die Bauteile wirken, werden als axiale
Zugkräfte im Funktionselement 20 zwischen der Mutter 102 und dem
Hilfsfügeteil 22 übertragen.
Fig. 3 zeigt nun eine weitere erfindungsgemäße Funktionselementanord
nung, die in vieler Hinsicht ähnlich der Funktionselementanordnung gemäß
Fig. 2 ist, wobei jedoch das Funktionselement 20 hier als Hohlele
ment, nämlich als Mutterelement ausgebildet ist.
Der Nietabschnitt 30 des Mutterelements entspricht vollständig dem
Nietabschnitt 30 des Bolzenelementes gemäß Fig. 2A und geht genauso in
die Auflagefläche 34 über. Diese Fläche ist mit sich radial erstreckenden
Nasen 38 und dazwischenliegenden Vertiefungen versehen, die im einge
bauten Zustand des Funktionselements eine Verdrehsicherung bilden.
Diese sich radial erstreckenden Nasen 38 können identisch sein mit den
Verdrehsicherungsnasen 38 gemäß Fig. 2A, oder sie können eine andere
Gestaltung aufweisen.
Der Körper oder Kopfabschnitt des Funktionselements 20 entspricht im
Durchmesser dem Flanschteil 32 des Funktionselements 20 der Fig. 2A,
ist jedoch in axialer Richtung wesentlich länger ausgebildet und mit einer
mittig angeordneten Bohrung 116 versehen, die ein Innengewinde 118
trägt.
Anstatt ein Innengewinde 118 zu tragen, kann das Hohlkörperelement zur
Anwendung mit einer gewindeformenden oder gewindeschneidenden
Schraube ausgelegt sein oder das Innengewinde nachträglich nach An
bringung der Elemente mit einem entsprechenden Werkzeug geschnitten
oder geformt werden. Dies gilt auch für alle anderen hierin beschriebenen
Hohlelemente.
Das Hilfsfügeteil 22 gemäß den Fig. 3B und 3C ist identisch mit dem
Hilfsfügeteil 22 in Fig. 2B und 2C.
Die Anbringung der Funktionselementanordnung gemäß Fig. 3A bis 3C an
einem Bauteil 10 ist in den Fig. 3D bis 3F gezeigt. Die dort dargestellten
Anordnungen und Art der Anbringung entspricht weitestgehend der
Anordnung und Art der Anbringung gemäß den Fig. 2D bis 2F und wird
hier nicht neu erläutert. Es genügt, lediglich darauf hinzuweisen, daß der
Stempel hier als massiver Stempel ausgebildet sein kann, da eine zentrale
Bohrung zur Aufnahme eines Schaftteils des Funktionselements 20 hier
nicht notwendig ist, da das Funktionselement 20 wohl kein Schaftteil
aufweist.
Fig. 3G zeigt ein weiteres Bauteil 100, das am erstgenannten Bauteil 10
bei Verwendung der Funktionselementanordnung 18 gemäß den Fig. 3A
bis 3F angeschraubt wird. Die Anordnung ist umgekehrt zur Anordnung
gemäß Fig. 2G in dem Sinne, daß das Bauteil 100 auf der Seite des Bau
teils 10 angebracht wird, wo sich das Hilfsfügeteil 22 befindet. Da es sich
bei dem Funktionselement 20 um ein Mutterelement handelt, wird für die
Befestigung des weiteren Bauteils 100 an dem Bauteil 10 hier eine
Schraube 120 verwendet. Auch bei dieser Ausführungsform weist das
weitere Bauteil 100 eine abgesetzte Bohrung 104 auf mit einem Bereich
106 größeren Durchmessers, der den Bodenbereich des tellerartigen Ele
mentes 108 aufnimmt und dazwischen eine Ringschulter 110, die in die
sem Beispiel direkt an der Ringfläche 122 des Hilfsfügeteils 22 anliegen
kann, da man hierdurch die Festigkeit der Verbindung weiter erhöht. Es
ist jedoch nicht zwingend erforderlich, daß die Ringschulter 110 sich in
Anlage mit dem Hilfsfügeteil befindet. Der Bohrungsabschnitt 106 ist
selbst als abgesetzte Bohrung ausgebildet mit einem Bereich 124, der den
Randbereich 40 des Hilfsfügeteils 22 aufnimmt. Auch hier liegt das weitere
Bauteil 100 satt am erstgenannten Bauteil 10 an. Beide Bauteile werden
in Kompression belastet, einerseits durch die Auflagefläche 24 des Hohl
körperelements 20, andererseits durch das Flanschteil 126 des Bolzens
120.
Die Fig. 4A bis 4D zeigen nun eine weitere erfindungsgemäße Funktion
selementanordnung, und zwar auch hier mit einem Funktionselement 20
in Form eines Bolzenelementes und mit einem Hilfsfügeteil 22 (Fig. 4B)
mit einer im allgemeinen tellerartigen Gestalt. Das Bolzenelement 20 in
diesem Beispiel ist eine abgewandelte Version des sogenannten EBF-
Bolzens der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, der im eu
ropäischen Patent 678 679 im Detail beschrieben ist, wobei an dieser
Stelle auch auf die PCT-Anmeldung PCT/EP96/04188 (WO 97/11811)
hinzuweisen ist, die besondere Erklärungen im Zusammenhang mit der
Anbringung von EBF-Bolzen in dünnen Blechen enthält.
Auch bei dem Funktionselement 20 gemäß Fig. 4A weist das Bolzenele
ment ein Kopfteil 24 und ein Schaftteil 26 auf, das auch hier mit einem
Gewinde 28 versehen ist.
Bei einem herkömmlichen EBF-Bolzenelement kommt die Nietverbindung
zwischen einem Blechteil und dem Element dadurch zustande, daß das
Blechteil mit einem ringkragenartigen Bereich versehen wird, mit 130 in
Fig. 4B gekennzeichnet, der Schaftteil 26 des Elementes durch den Ring
kragen 130 hindurchgeführt wird und zwar in Pfeilrichtung 132 in Fig. 4B
gesehen, und daß der Ringkragen anschließend in radialer Richtung an
den sogenannten Anformabschnitt des Elements verformt wird, so daß
dieser in das Gewinde 28 des Bolzenelementes unmittelbar unterhalb der
Auflagefläche des Bolzenelementes eingreift und eine feste Verbindung zu
sammenbringt. Dabei weist das Bolzenelement d. h. der EBF-Bolzen, im
Anformabschnitt im Übergang von der Unterseite des Kopfteils in der ei
gentlichen Auflagefläche um das Schaftteil herum eine ringförmige Ver
tiefung auf. Diese wird durch Verdrehsicherungsnasen unterteilt, die in
etwa die Form der Nasen 38 gemäß Fig. 1 aufweisen und sich in radialer
Richtung innerhalb der ringförmigen Vertiefung der Auflagefläche und in
axialer Richtung erhaben am Schaftteil des Bolzenelementes entlang er
strecken. Die ringförmige Vertiefung in der Auflagefläche hat eine Seiten
wand, die parallel zur Achse des Bolzenelements verläuft und sich sozusa
gen als Fortsetzung der Mantelfläche des Schaftteils des Elements dar
stellt und eine schräggestellte Fläche, die eine konusförmige Ringwand
bildet. Die für die Anbringung des Elements verwendete Matrize, mit 62 in
Fig. 4A und 4C dargestellt, hat bei einem herkömmlichen EBF-Bolzen ei
nen ringförmigen Vorsprung, der das Blechteil in die ringförmige Vertie
fung in der Auflagefläche preßt mit einer schräggestellten Innenwand, die
den Ringkragen gegen das Gewinde drückt und in diese hineinformt. Bei
dieser Verformung des Ringkragenbereiches des Blechteils werden die
Verdrehsicherungsnasen in das Blechteil hineingepreßt und erfüllen somit
die gewünschten Verdrehsicherungsfunktion. Mit anderen Worten erfolgt
die Nietverbindung zum Blechteil in dem hier als Anformabschnitt be
zeichneten Nietabschnitt.
Der Bereich des Funktionselements 20 der Fig. 4C unterhalb der Linie
134 entspricht zumindest im wesentlichen vollständig einem herkömmli
chen EBF-Bolzen. Die Anbringung an das Hilfsfügeteil 22 entspricht voll
ständig der Anbringung des herkömmlichen EBF-Bolzens an ein Blechteil,
wobei hier das Hilfsfügeteil 22 die bei einem EBF-Bolzen übliche Blech
vorbereitung im Bereich der Bodenfläche 44, insbesondere den Ringkra
gen 130 aufweist. Ansonsten hat das Hilfsfügeteil 22 die gleiche tellerarti
ge Ausbildung wie das entsprechende Hilfsfügeteil 22 der Fig. 1A.
Die verwendete Matrize 62 hat eine ringförmige Vertiefung 75 an ihrer
oberen Ende, die eine Abstützfläche 76 bildet, die zur Anlage an die Unterseite
des Randbereiches 40 in Fig. 4B kommt und eine axiale Tiefe ge
genüber der Ringschulter 77 hat, die der Blechdicke des Hilfsfügeteils 22
entspricht. Außerdem hat die Matrize 62 einen Formvorsprung 70, der
den vorher erwähnten Ringvorsprung 63 trägt. Die Matrize 62 der Fig. 4A
und 4C ist entsprechend der Matrize 62 der Fig. 1B ebenfalls in einem
Werkzeug angeordnet (nicht gezeigt).
Oberhalb der genannten Ebene 134 wird bei dem Funktionselement 20
der Fig. 4A der Kopfbereich nach oben verlängert, so daß ein Zwischenab
satz 36 erzeugt wird. Dieser Zwischenabsatz 36 geht dann in einen
Flansch 32 über, der mit Verdrehsicherungsnasen 38 entsprechend Fig.
1A versehen ist, wobei diese Verdrehsicherungsnasen auch eine andere
Ausbildung haben können, beispielsweise die Form von sich lediglich in
radialer Richtung erstreckenden Nasen an der Auflagefläche 34.
Der Zwischenabsatz 36 der Fig. 4A weist eine mittig angeordnete Vertie
fung 136 auf, die aus Gründen der Gewichtsersparnis vorgesehen ist. Die
se Vertiefung 136 kann aber auch als Schlüsselaufnahme ausgebildet
werden, beispielsweise nach Art einer Inbusschraube, damit beim An
schrauben einer Mutter auf das Schaftteil 26 eine erhöhte Sicherheit ge
gen Verdrehung erzeugt werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbei
spiel können alle Flächen des Funktionselements 20, die in Berührung
mit dem Bauteil 10 oder mit dem Hilfsfügeteil 22 kommen, sowie alle Flä
chen vom Hilfsfügeteil 22, die in Verbindung mit dem Bauteil 10 und/oder
dem Funktionselement 20 kommen, mit einem Klebstoff versehen werden,
der alleine oder in Verbindung mit anderen Formmerkmalen wie 38 (falls
vorhanden) für die gewünschte Verdrehsicherung sorgt.
Die Art der Anbringung des Elementes entspricht vollständig dem im eu
ropäischen Patent (bzw. in der WO-Schrift) beschriebenen Verfahren, so
daß das Verfahren hier nicht weiter erörtert wird.
Die bisher besprochenen Vorteile der positiven Ausrichtung des Hilfsfü
geteils 22, des satten Anliegens des Randbereiches 40 dieses Hilfsfügeteils
am Bauteil 10 und die kontrollierten Einbaubedingungen, so daß der Ab
stand zwischen dem Flansch 32 und dem Randbereich 44 bei Anbringung
der Funktionselementanordnung durch die axiale Höhe des Zwischenab
satzes 36 und der Vertiefung genau an das jeweilige Bauteil 10 angepaßt
ist, so wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, gelten auch hier.
Nach Fertigstellung des Zusammenbauteils gemäß Fig. 4c und Entfernung
aus der Matrize sieht das Zusammenbauteil so aus wie in Fig. 4D gezeigt
und ein weiteres Bauteil kann jetzt an der Unterseite des erstgenannten
Bauteils 10 in Fig. 4D angeschraubt werden, wobei das anzuschraubende
Bauteil eine abgesetzte Bohrung aufweisen muß, damit es satt am erstge
nannten Bauteil 10 anliegt.
Die Kompressionskräfte auf dem Bauteil 10 und dem weiteren Bauteil
(nicht gezeigt), werden in diesem Beispiel zwischen dem Flansch 32 des
Funktionselements 20 und der auf dem Schaftteil 26 des Funktionsele
ments 20 aufzuschraubenden Mutter erzeugt und verursachen eine Zug
beanspruchung im Funktionselement 20.
Fig. 5 zeigt nun eine weitere erfindungsgemäße Funktionselementanord
nung und außerdem die Anbringung dieser an ein Bauteil 10.
Das Funktionselement 20 ist in diesem Beispiel ein sogenanntes RSU-
Element der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG und ist im
Detail in der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs
nummer 0 759 510 beschrieben, wobei dort auch detaillierte Angaben zur
Anbringung dieses Elements an einem Blechteil beschrieben sind und
auch hier gelten.
Das Funktionselement 20, der aus einem Körper- oder Kopfabschnitt 24
und einem hier als Einformabschnitt realisierten Nietabschnitt 30 besteht,
wird in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mit einem Hilfsfügeteil 22 in
Form eines umgekehrt tellerartigen Blechteils verwendet, das im Grunde
genommen die gleiche Formgebung aufweist wie das Hilfsfügeteil 22 der
Fig. 1, nur mit der Ausnahme, daß zur Anpassung an die jeweilige Dicke
des Bauteils 10 das Hilfsfügeteil 22 hier eine geringere Höhe aufweist.
Auch bei diesen Ausführungsbeispiel wird das Bauteil 10 vorgelocht, ins
besondere vorgebohrt, und mit einer abgesetzten Bohrung 46 versehen,
die einen Abschnitt 48 mit einem kleineren Durchmesser und einen Ab
schnitt 50 mit großem Durchmesser aufweist. Der Abschnitt 48 ist im
Durchmesser an den Außendurchmesser des Funktionselements 20 ange
paßt und weist eine axiale Länge auf (in Achsrichtung 68), die zumindest
im wesentlichen der axialen Länge des Funktionselements 20 entspricht.
Der Innendurchmesser des Abschnittes 50 der abgesetzten Bohrung 46
entspricht zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser der Ver
tiefung 44 des tellerartigen Teils und weist eine axiale Länge auf, die der
Höhe des Hilfsfügeteils 22 abzüglich dessen Blechdicke entspricht.
Die Anbringung dieser Funktionselementanordnung 18 am Bauteil 10
geht aus den Zeichnungen der Fig. 5B bis 5D hervor. Auch hier kommt
ein Setzkopf 54 zur Anwendung mit einem Niederhalter 56 und einem
Stempel 58, jedoch mit der Besonderheit, daß hier ein vorlaufender Loch
stempel 59 koaxial zum Stempel 58 angeordnet ist.
Bei der Anbringung des Funktionselements 20 am Bauteil 10 wird das
Hilfsfügeteil 22 auf einer Matrize 62 abgestützt, die in einem unteren
Werkzeug 66 untergebracht ist. Die genaue Form der hier verwendeten
Matrize 62 ist in der oben genannten europäischen Patentanmeldung be
schrieben und wird hier nicht im Detail erneut erläutert. Es ist aber dar
auf hinzuweisen, daß die verwendete Matrize 62 einen Ringvorsprung in
Form eines sogenannten Formlochabsatzes 63 aufweist, der in diesem
Beispiel den Bodenbereich 44 des Hilfsfügeteils 22 abstützt und beim
Schließen der Presse und bei der nach unten gerichtete Bewegung des
Lochstempels 59 ermöglicht, daß dieser einen Stanzbutzen 84 entspre
chend der Fig. 5D aus dem Hilfsfügeteil herausstanzt. Der Ringvorsprung
63 befindet sich in diesem Beispiel am oberen Stirnende eines Formvor
sprunges 70 der Matrize 62.
Das Hilfsfügeteil 22 wird hier durch den Bohrungsabschnitt 50 im Bauteil
10 zentriert. Zur Zentrierung im unteren Werkzeug 66 könnte die Matrize
als Teleskopmatrize 62 ausgeführt werden mit einem äußeren nach oben
vorgespannten Zylinder (nicht gezeigt), dessen innere Wand die gezeigte
Matrize 62 umfaßt und in Fig. 5B über die Fläche 76 der Matrize 62 nach
oben vorsteht und mit der radial äußeren Wand des Hilfsfügeteils 22 zu
sammenarbeitet. Beim Schließen der Presse, d. h. beim Übergang aus der
Position gemäß Fig. 5B bzw. Fig. 5C in die Fig. 5D würde dann dieser äu
ßere Zylinder zurückweichen, bis seine obere Stirnseite bündig mit der
oberen Seite des Werkzeugs 66 liegt. Auch hier wird der Randbereich 40
des Hilfsfügeteils 22 auf der Stützfläche 76 der Matrize 62 abgestützt, wo
bei die Matrize 62 gegenüber dem Werkzeug 66 um die Blechstärke des
Hilfsfügeteils 22 zurückversetzt ist.
Der Setzkopf 46 und die Matrize 62 können wie bisher erläutert in ein
Preßwerkzeug eingebaut werden, können aber auch ebenso von einem Ro
boter getragen oder in ein andersartiges Werkzeug eingebaut werden.
Bei der Anbringung des Funktionselements 20 und des Hilfsfügeteils 22
an einem Bauteil in einer Presse wird diese zunächst geschlossen, so daß
der Niederhalter 56 das Bauteil 10 gegen die obere Stirnfläche des unteren
Werkzeuges 66 drückt (Fig. 5B). Bei der weiteren Schließbewegung der
Presse wird der Vorlochstempel 59 mit dem Stempel 58 nach unten ge
drückt und paßt durch den Gewindezylinder des Funktionselements 20
hindurch und kommt im Zustand gemäß Fig. 5C zur Anlage an den Bo
denbereich 44 des Hilfsfügeteils 22. Während dieser Bewegung bewegt
sich die Stirnfläche des Stempels 58 gegen das in Fig. 5B obere Stirnende
des Funktionselements 20 und drückt diese teilweise in den Bohrungsab
schnitt 48 des Bauteils 10. Bei der weiteren Schließbewegung der Presse
stanzt der Vorlochstempel 59 den Stanzbutzen 48 aus dem Bodenbereich
des tellerartigen Hilfsfügeteils 22 heraus. Diese wird über eine mittlere
Bohrung 61 der Matrize entsorgt. Gleichzeitig drückt der Ringvorsprung
63, d. h. der Formlochabsatz der Matrize 62, den Randbereich der Lochung
des nunmehr gelochten Hilfsfügeteils 40 nach oben und radial nach au
ßen, so daß dieser Randbereich in die Hinterschneidungen 140 der Ring
wand des Funktionselements 20 hineingedrückt wird. Diese Hinterschnei
dungen 140 sind bei einem Hohlkörperelement dieser Art durch sich radi
al erstreckende Vorsprünge gebildet, die bei der Herstellung der Elemente
bei der Herstellung der Vertiefungen 142 in der unteren Stirnseite 144 des
Mutterelements entstehen. Das heißt, daß durch Ausbildung der sich ra
dial erstreckenden Vertiefung 142 mittels eines Kaltschlagverfahrens radi
al nach innen gerichtete Vorsprünge an den entsprechenden Stellen gebil
det werden, die wiederum die Hinterschneidungen 140 bilden. Der Formschluß
zwischen dem Hilfsfügeteil und dem Mutterelement im Bereich der
Hinterschneidungen 140 und der Vertiefungen 142 stellt sicher, daß das
Mutterelement gegenüber dem Hilfsfügeteil drehfest ist.
Um den Formlochabsatz 63 herum befinden sich, wie in dem europäi
schen Patent 0 759 510 näher beschrieben, mehrere Nasen, die den Über
gang in die Stirnseite des Vorsprungs 70 überbrücken und für eine be
sonders sichere Anbringung des Funktionselements 20 an das Hilfsfüge
teil 22 im Bereich des Einformabschnitts 30 sorgen. Dies ist bei dem Be
zugszeichen 65 in Fig. 5E gezeigt, wo das Blech des Hilfsfügeteils durch
eine solche Nase eingedrückt ist.
Nach der Entfernung des zusammengebauten Teils aus der Presse gestal
tet sich dieses genau wie in Fig. 5E dargestellt.
Es ist hier anzumerken, daß das Mutterelement 20 in diesem Beispiel kei
ne Formmerkmale aufweist, die direkt mit dem Bauteil zusammenwirken
und für eine Verdrehsicherung sorgen können. Es wäre allerdings mög
lich, das Mutterelement 20 nicht kreisrund in Draufsicht auszubilden,
sondern polygonal oder mit einer genuteten Oberfläche und durch den
Eingriff dieser Mantelfläche des Mutterelementes im Bauteil 10 für eine
Verdrehsicherung zu sorgen. Außerdem wäre es möglich, das Element mit
einem Flansch vorzusehen, wie nachfolgend näher erläutert wird anhand
der Fig. 6.
Bei diesem Beispiel wird die Verdrehsicherung allein durch einen Klebstoff
gebildet, der auf die Oberflächenbereiche des Mutterelementes 20, die in
Berührung mit dem Bauteil 10 und/oder mit dem Hilfsfügeteil 22 gelan
gen, und/oder auf den Oberflächenbereichen des Hilfsfügeteils 22 versehen
wird, die mit dem Bauteil 10 und/oder dem Mutterelement in Berüh
rung kommen. Das heißt, daß bei diesem Beispiel der Klebstoff die einzige
Verdrehsicherungseinrichtung bildet.
In der Einschraubsituation wird das weitere Bauteil an der oberen Seite
des Zusammenbauteils gemäß Fig. 5E angeschraubt mittels einer Schrau
be, die in den Gewindezylinder des Mutterelements 20 hineingeschraubt
wird. Das heißt, daß das weitere Bauteil (nicht gezeigt) und das erstge
nannte Bauteil 10 durch Kompression zwischen dem Randbereich 40 des
Hilfsfügeteils 22 und dem Kopf der entsprechenden Schraube gehalten
werden.
Fig. 6A zeigt eine weitere Funktionselementanordnung gemäß der vorlie
genden Erfindung, die der Funktionselementanordnung 18 gemäß Fig. 5
sehr ähnlich ist. Der Unterschied liegt nur darin, daß hier das Mutterele
ment 20 mit einem Flansch 32 und mit Verdrehsicherungsnasen 38 ent
sprechend Fig. 1 versehen wird. Die Verdrehsicherungsnasen 38 erstrec
ken sich hier (wie bei dem Beispiel der Fig. 1) erhaben, sowohl in radialer
Richtung an der Auflagefläche 34, als auch in axialer Richtung entlang
der Mantelfläche des Mutterelements 20. Das Verfahren zur Anbringung
der Funktionselementanordnung 18 gemäß Fig. 6 an einem Bauteil 10 ge
staltet sich genauso wie das Verfahren gemäß Fig. 5. Die Ausbildung des
Mutterelements 20 im Bereich der Nietverbindung und des Hilfsfügeteils
ist identisch zu der in Fig. 5 beschriebenen Anordnung und daher erfolgt
die Nietverbindung im Bereich des Einformabschnitts in identischer Weise
zu der Nietverbindung, die in der europäischen Anmeldung mit der Veröf
fentlichungsnummer 0 759 510 beschrieben wird.
Auch bei dieser Funktionselementanordnung ergibt sich der besondere
Vorteil, daß beim Anbringen der Funktionselementanordnung der axiale
Abstand zwischen der Auflagefläche 34 und der Oberseite des Randberei
ches 40 des Hilfsfügeteils 22 genau vorgegeben wird und daher auch ge
nau an das Bauteil angepaßt ist. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt
sich der weitere Vorteil, daß man für einen breiten Bereich von Bauteil
dicken nur ein Mutterelement 20 braucht, da die Anpassung an die unter
schiedlichen Dicken unterschiedlicher Bauteile durch entsprechende
Auswahl der Höhe des erforderlichen Hilfsfügeteils erreicht werden kann.
Auch hier ist es dann notwendig, mit einer an die Höhe des Hilfsfügeteils
angepaßten Matrize zu arbeiten und die Vorlochung bzw. Vorbohrung des
Bauteils 10 entsprechend vorzunehmen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 kann das weitere Bauteil entweder
an der Oberseite des erstgenannten Bauteils 10 oder an der Unterseite
desselben angeschraubt werden. Es ist lediglich erforderlich, eine entspre
chend der gewählten Anordnung abgesetzten Bohrung im weiteren Bauteil
vorzusehen nach Art der bisherigen Beschreibung.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsvariante basierend auf dem RSU-
Element der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG und ist im
Grunde genommen der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 sehr ähnlich.
Unterschiedlich ist hier nur, daß sich in axiale Richtung erstreckende
Rippen 39 an der Mantelfläche des Mutterelementes 20 vorgesehen sind,
die sich beim Einsetzen des Elementes in das Bauteil 10 dort entspre
chende Nuten bilden und somit auf diese Weise für die Verdrehsicherung
sorgen. Ansonsten gilt die Beschreibung der Fig. 5 und ggf. der Fig. 6 für
die Ausführungsform gemäß Fig. 7 genauso wie bisher, was durch die
Verwendung der entsprechenden Bezugszeichen zum Ausdruck kommt, so
daß diese Details nicht nochmals erläutert werden müssen.
Fig. 8 zeigt nun eine weitere erfindungsgemäße Variante einer Funktion
selementanordnung 18, bei der das Funktionselement 20 eine abgewan
delte Form einer sogenannten RND-Mutter der Firma Profil Verbindungs
technik GmbH & Co. KG darstellt und Bereich des Nietabschnitts 30 ent
sprechend dem europäischen Patent 0 539 793 ausgebildet ist.
Während bei einem herkömmlichen RND-Element der Nietabschnitt 30
unmittelbar am Flansch 32 anschließt, wird hier das Hohlkörperelement
20 mit einem Zwischenabsatz 36 versehen. Das heißt, die Nietverbindung
findet auch hier zwischen dem Nietabschnitt 30 und der zwischen diesem
und dem Zwischenabsatz 36 sich befindlichen Ringschulter 82 statt, wäh
rend die Verdrehsicherungsnasen 38 sich im Übergangsbereich zwischen
dem Flansch 32 und dem Zwischenabsatz 36 befinden. Die Verdrehsiche
rungsnasen 38 erstrecken sich, wie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 be
schrieben, in radiale Richtung erhaben an der Auflagefläche 34 auf der
Unterseite des Flansches 32 in Fig. 8 und in axialer Richtung erhaben am
Zwischenabsatz 36 entlang.
Während bei einem herkömmlichen RND-Element die sich radial erstrec
kenden Bereiche der Verdrehsicherungsnasen in eine ringförmige Vertie
fung unterhalb des Flansches 32 sich befinden, ist dies hier nicht erfor
derlich, da die Nietverbindung zum Blechteil nicht unterhalb des Flan
sches 32, sondern unterhalb des Zwischenabsatzes 36 erfolgt. Mit ande
ren Worten weist der Flansch 32 in diesem Beispiel keine ringförmige Ver
tiefung im Bereich des Überganges vom Zwischenabsatz 36 auf, obwohl
dies möglich wäre. Das Hilfsfügeteil 22 ist auch in diesem Beispiel tellerartig
ausgebildet und weist einen ebenen Randbereich 40, eine Vertiefung
42 und einen Bodenbereich 44 mit Vorlochung 92 auf. Darüber hinaus ist
der Randbereich 150 der Vorlochung 92 konusförmig hochgestellt ent
sprechend der Blechvorbereitung, die üblicherweise für ein RND-Element
nach dem europäischen Patent 0 539 793 vorgesehen ist. Diese konus
förmige Hochstellung des Bodenbereiches 44 kann während der Herstel
lung des tellerartigen Teils beispielsweise bei der Vorlochung des tellerar
tigen Teils erfolgen.
Die Anbringung der Funktionselementanordnung am Bauteil 10 erfolgt
auch hier unter Anwendung eines Setzkopfes 54 mit Niederhalter 56 und
Stempel 58 sowie einer Matrize 62, die in einer Bohrung eines unteren
Werkzeuges 66 angeordnet ist und dort in axialer Richtung um die Dicke
des Randbereiches 40 des Hilfsfügeteils 22 zurückversetzt ist. Die Matrize
weist einen Formvorsprung 70 auf, der in den Aufnahmeraum 72 des
Hilfsfügeteils 22 hineinpaßt und für eine Zentrierung des Hilfsfügeteils 22
bezüglich der Matrize sorgt. Die zylindrische Wand 152 des Formvor
sprungs 70 geht über einen Radius 78 in die Abstützfläche 76 über, wobei
der Radius 78 so gewählt wird, daß ein kleiner Freiraum 78 gegenüber
dem Hilfsfügeteil im Übergangsbereich vorliegt. Dies sorgt einerseits dafür,
daß das Hilfsfügeteil stets satt auf der Auflagefläche 76 aufliegt und er
leichtert andererseits die Lösung des Hilfsfügeteils von der Matrize bei
Öffnung der Presse.
Die Anordnung innerhalb der Presse kann genauso erfolgen wie bisher.
Das heißt, der Setzkopf 56 kann am oberen Werkzeug der Presse oder an
der Zwischenplatte angebracht werden, wobei die Matrize dann an der
Zwischenplatte bzw. am unteren Werkzeug der Presse anzubringen ist.
Der Setzkopf könnte umgekehrt aber auch am unteren Werkzeug der
Presse oder an der Zwischenplatte angebracht werden, während die Matri
ze dann ebenfalls umgekehrt an der Zwischenplatte der Presse bzw. am
oberen Werkzeug der Presse anzubringen wäre. Auch kann hier ein Robo
ter oder ein andersartiges Werkzeug zur Anbringung des Elementes be
nutzt werden.
Der Formvorsprung 70 weist in der Mitte einen zylindrischen Vorsprung
156 mit einem kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser
der Vorlochung 92 auf, wobei dieser zylindrische Vorsprung 156 über ge
neigte, sanft gerundete Flächen in eine Ringschulter 158 des Formvor
sprungs 70 übergeht, die senkrecht zur Längsachse 68 steht.
Während Fig. 8B die Anordnung zeigt, als sich die Presse schließt, zeigt
Fig. 8C einen Zwischenzustand der Anbringung des Hohlkörperelementes
20 am Bauteil bzw. am Hilfsfügeteil, bei dem das Bauteil 10 zwischen dem
Niederhalter 56 und dem unteren Werkzeug 66 der Presse festgehalten
wird und das Hilfsfügeteil 22 zwischen der Abstützfläche 76 der Matrize
und der unteren Decklage 16 des Bauteils in Anlage gegen diese untere
Decklage gedrückt wird. Der Stempel 48 hat in diesem Zustand der
Schließung der Presse das Hohlkörperelement 20 so weit nach unten ge
drückt, daß sich der Nietabschnitt 30 innerhalb der Vorlochung 92 des
Hilfsfügeteils 22 befindet. Die Verdrehsicherungsnasen 38 sind an eine
Stelle gelangt, in der sie gerade anfangen, die obere Decklage 14 des Bau
teils 10 zu verformen.
Im voll geschlossenen Zustand der Presse sind, wie aus Fig. 8D ersicht
lich, die Verdrehsicherungsnasen 38 vollständig in die obere Decklage 14
hineingedrückt, wobei die ringförmige Auflagefläche 34 unterhalb des
Flansches 32 an der oberen Decklage 14 satt anliegt. Die Nietverbindung
zwischen dem Nietabschnitt 30 und dem Hilfsfügeteil 22 ist nunmehr ent
sprechend dem Klemmlochnietverfahren gemäß europäischem Patent
0 539 793 fertiggestellt. Dabei wurde der konusförmig aufgestellte Rand
bereich 150 des Hilfsfügeteils etwas flach gepreßt, wodurch eine extrem
hohe Lochlaibung zwischen dem Rand der Vorlochung 92 und dem
Nietabschnitt des Hohlkörperelementes 20 zustande kommt.
Weiterhin wurde das freie Ende des ursprünglich zylindrischen Nietab
schnittes 30 radial nach außen zu einem Nietbördel 151 geformt, so daß
der Randbereich der Vorlochung in einer ringnutförmige Aufnahme 153
gefangen gehalten wird, die sich während der Verformung zwischen der
Ringschulter 82 und der radial nach außen verformten Stirnende des
Nietabschnitts, d. h. dem Nietbördel 151 ausbildet.
Das fertiggestellte Zusammenbauteil nach Entfernung auch der Presse
wird nunmehr in Fig. 8E gezeigt.
Bei der Anbringung eines weiteren Bauteils am erstgenannten Bauteil 10
wird dieses nunmehr unterhalb des Bauteils 10 in Fig. 8E angebracht
(nicht gezeigt) und weist zu diesem Zweck eine ringförmige Vertiefung auf,
in der der Randbereich 40 des Hilfsfügeteils 22 aufgenommen wird. Die
axiale Tiefe dieser Ringvertiefung soll vorzugsweise der Dicke des Randbe
reiches 40 des Hilfsfügeteils entsprechen. Auf eine solche Vertiefung kann
jedoch verzichtet werden, wenn der Randbereich 40 ausreichend groß be
messen wird, so daß die sich zwischen diesem und dem Bauteil 10 erge
benden Druckkräfte unterhalb des kritischen Wertes liegen, bei dem ein
Nachgeben des Bauteils 10 zu befürchten ist.
Bei diesen Ausführungsbeispiel dienen die Nasen 38 der Verdrehsiche
rung. Ergänzend oder alternativ dazu können alle Flächen des Hohlelementes
20, die in Berührung mit dem Bauteil 10 und/oder dem Hilfsfü
geteil 22 gelangen und/oder alle Flächenbereiche des Hilfsfügeteils 22, die
in Berührung mit dem Bauteil 10 und/oder dem Hohlkörperelement 20
gelangen, mit einem Klebstoff versehen werden, vorzugsweise ein an sich
bekannter Trockenklebstoff, der bei Druckausübung seine klebende
Funktion erfüllt. Die Verwendung eines solchen Klebstoffes hat darüber
hinaus den Vorteil, daß die Verbindung zwischen der Funktionselemen
tanordnung und dem Bauteil wasserdicht ist.
Auch hier kann das Hohlkörperelement 20 und/oder das Hilfsfügeteil 22
je nach verwendetem Werkstoff mit einer oder mehreren Beschichtungen
versehen werden, die sicherstellen, daß eine korrosive Wirkung zwischen
dem Hohlkörperelement bzw. dem Hilfsfügeteil und dem Bauteil 10 nicht
auftritt.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 8 ist es aber auch möglich, ein weiteres
Bauteil an der Oberseite des in Fig. 8E gezeigten Zusammenbauteils an
zubringen. Das Bauteil muß dann eine entsprechende ringförmige Vertie
fung aufweisen, um den Flanschbereich 32 des Hohlkörperelements 20
aufzunehmen, wobei die axiale Tiefe dieser Ringvertiefung entsprechend
der axialen Höhe des Flansches 32 oder etwas tiefer ausgebildet sein
kann.
Auch hier besteht der Vorteil, daß man mit einem Element eine breite Pa
lette von Bauteildicken abdecken kann. Es ist lediglich erforderlich, die
Höhe des Hilfsfügeteils 22 entsprechend der jeweiligen Bauteildicke anzu
passen und die Matrize 62 entsprechend auszuführen.
Fig. 9 zeigt nun eine weitere erfindungsgemäße Variante einer Funktion
selementanordnung, die ebenfalls auf dem Klemmlochnietverfahren gemäß
europäischem Patent 0 539 739 B1 basiert, wobei die Ausbildung des
Funktionselements 20 und des Hilfsfügeteils 22 im Nietbereich identisch
ist mit der Ausbildung in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 8.
Abweichend zur Darstellung gemäß Fig. 8 ist das Hohlkörperelement 20
bei der Ausführung gemäß Fig. 9 nicht mit einem Flansch versehen, son
dern statt dessen mit sich in axialer Richtung 68 des Hohlkörperelements
20 erstreckenden Nasen, die beim Einsetzen in das Bauteil 10 entspre
chende axial gerichtete Nuten in dieser ausbilden und hierdurch für die
erforderliche Verdrehsicherheit sorgen.
Die Verbindung zum Hilfsfügeteil 22 erfolgt hier genauso wie bei der
Funktionselementanordnung gemäß Fig. 8 und wird hier nicht nochmals
erläutert, da die bisherige Beschreibung auch hier gilt.
Abweichend zur Anordnung gemäß Fig. 8 ist es hier nur möglich, das
weitere Bauteil oberhalb des Bauteils 10 anzubringen, da die sich in
Längsrichtung des Hohlkörperelements erstreckenden Verdrehsiche
rungsnasen 160, die eine allgemein abgerundete Form haben, im Regelfall
keinen ausreichenden Widerstand leisten würden, um die Anbringung des
weiteren Bauteils unterhalb des Bauteils 10 zu ermöglichen.
Da bei Anbringung dieses Elementes die Oberseite des Hohlkörperele
ments 20 bündig mit der oberen Decklage 14 liegt, braucht das anzu
schraubende Bauteil keine besondere Vorbereitung, sondern muß ledig
lich eine Bohrung aufweisen, die die Einführung einer Schraube ermög
licht, die mit dem Innengewinde des Mutterelementes verschraubt wird.
Auch hier besteht der Vorteil, daß man mit einem Element eine breite Pa
lette von Bauteildicken abdecken kann. Es ist lediglich erforderlich, die
Höhe des Hilfsfügeteils 22 entsprechend der jeweiligen Bauteildicke anzu
passen und die Matrize 62 entsprechend auszuführen.
Fig. 10 zeigt nunmehr eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungs
gemäßen Funktionselementanordnung mit einem Funktionselement 20 in
Form eines als Mutter ausgebildeten Hohlkörperelements mit einem In
nengewinde und mit einem tellerartigen Hilfsfügeteil 22.
Das Hohlkörperelement 20 ist hier identisch mit dem Hohlkörperelement
der Fig. 5, so daß die dort angegebene Beschreibung auch hier gilt.
Das tellerförmige Hilfsfügeteil 20 ist jedoch abweichend zum Hilfsfügeteil
22 der Fig. 5 ausgelegt und wird mit dem Hohlkörperelement 20 von der
gleichen Seite in das Bauteil 10 eingesetzt, anstelle von der entgegenge
setzten Seite wie bei Fig. 5. Die axiale Tiefe der Vertiefung 44, d. h. der
Aufnahmekammer 72, ist in diesem Beispiel identisch mit der axialen
Länge des Hohlkörperelements 20 gewählt. Die hier gezeigte Ausführung
ist entsprechend Fig. 5 zur Anwendung mit einem vorlaufenden Loch
stempel 59 ausgebildet.
Die Anbringung der Funktionselementanordnung 18 gemäß Fig. 10 wird
nunmehr anhand der Fig. 10B bis 10D näher erläutert.
Die Anbringung erfolgt auch hier unter Anwendung eines Setzkopfes 54
und einer Matrize 62. Der Setzkopf 54 umfaßt einen Niederhalter 56 mit
einer Bohrung, die zur Aufnahme des Hohlkörperelements 20 ausgelegt
ist, d. h. einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser
des Hohlkörperelements 20 zumindest im wesentlichen entspricht und mit
einem Stempel 58 mit einem koaxial darin angeordneten Vorlochstempel
59. Das Bauteil 10 weist in diesem Beispiel ebenfalls eine abgesetzte Bohrung
46 auf mit einem Abschnitt 50 mit einem größeren Durchmesser, der
dem Außendurchmesser der Vertiefung 44 des Hilfsfügeteils 22 ent
spricht, und mit einem Abschnitt 48 mit einem kleineren Durchmesser,
der zur Aufnahme des Formvorsprunges 70 der Matrize 62 dimensioniert
ist. Die axiale Länge des Bohrungsabschnittes 50 entspricht der axialen
Höhe des Hilfsfügeteils 22 abzüglich dessen Blechdicke, während die
axiale Länge des Bohrungsabschnittes 48 der axialen Höhe des Formvor
sprungs 70 zwischen der Ringschulter 77 und der ringförmigen Abstütz
fläche 76 entspricht. Bei diesem Beispiel werden das Hohlkörperelement
20 und das Hilfsfügeteil 22 in das Bauteil 10 auf der Seite des Bauteils 10
eingesetzt, wo der Bohrungsabschnitt 50 mit größerem Durchmesser sich
befindet.
Oberhalb des Formvorsprungs 70 befindet sich bei der Matrize 62 der Fig.
10 ein Ringvorsprung 63, der einen Innendurchmesser aufweist, der dem
Außendurchmesser des Vorlochstempels 59 entspricht.
Beim Schließen der Presse durchstanzt der Vorlochstempel 59 den Bo
denbereich 44 des Hilfsfügeteils 22, und der Standzbutzen 84 wird durch
die mittlere Bohrung der Matrize entsorgt, die im Bereich unterhalb des
Formvorsprungs 70 einen größeren Durchmesser aufweist. Unmittelbar
nach dem Durchstanzen des Bodenbereiches 44 des Hilfsfügeteils 22 ver
formt der zylindrische Vorsprung 63 den Randbereich des durchstanzten
Loches radial nach außen und nach oben, so daß der formschlüssige Ein
griff gemäß Fig. 10D bzw. Fig. 10B entsteht. Hierdurch wird das Muttere
lement kraft- und formschlüssig mit dem Hilfsfügeteil verbunden und
zwar auch mit einer Verdrehsicherung im Bereich der ineinander greifen
den Flächen des Hilfsfügeteils 22 und des Mutterelementes 20.
Bei dieser Ausführungsform wird das Hilfsfügeteil 22 auf den mit dem
Bauteil 10 und/oder dem Hohlkörperelement 20 in Berührung kommen
den Flächen mit einem Klebstoff versehen. Dieser Klebstoff, auch hier vor
zugsweise ein Trockenklebstoff, der unter Druck aktiviert wird, bildet eine
Klebeverbindung zwischen dem Hilfsfügeteil und dem Bauteil, die eine
Einrichtung zur Gewährleistung der Verdrehsicherung darstellt. Eine Ver
drehsicherung zwischen dem Hohlkörperelement 20 und dem Hilfsfügeteil
entsteht ohnehin durch das Ineinandergreifen des Hilfsfügeteils und des
Hohlkörperelements im Bereich der stirnseitig im Hohlkörperelement vor
handenen radialen Vertiefungen 142 und im Bereich der durch diese ge
bildeten Hinterschneidungen 140. Falls an den sich berührenden Flächen
des Hohlkörperelements 20 und des Hilfsfügeteils 22 Klebstoff vorgesehen
ist, dient auch dieser einer zusätzlichen Verdrehsicherung in diesem Be
reich.
Der Außendurchmesser des zylindrischen Vorsprungs 63 der Matrize ist
größer als der Außendurchmesser des Gewindezylinders, damit beim An
schrauben eines weiteren Bauteils an das Bauteil 10 die entsprechende
Schraube von der Unterseite in Fig. 10E kommend in das Gewinde hin
eingeschraubt werden kann.
Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß mit einem Ele
ment und einem Hilfsfügeteil 22 eine Verbindung mit Bauteilen unter
schiedlicher Dicke zustande gebracht werden kann. Es ist lediglich erfor
derlich, die axiale Länge des Bohrungsabschnittes 48 entsprechend zu
wählen und die konkrete Auslegung der Matrize dieser Länge anzupassen.
Es ist streng genommen nicht erforderlich, daß die axiale Tiefe des Innen
raumes 72 des Hilfsfügeteils 22 genau der axialen Länge des Hohlkörpe
relements 20 entspricht. Diese Längen können ggf. voneinander abweichend
gewählt werden. Auf jeden Fall wird durch die gezeigte Anordnung
sichergestellt, daß beim Anbringen der Funktionselementanordnung am
Bauteil 10 stets eine genau kontrollierte Nietverbindung und eine genau
vorgegebene Einbausituation eingehalten wird. Die vom Niederhalter 56
auf das Hilfsfügeteil 22 ausgeübte Kraft stellt sicher, daß der Randbereich
40 des Hilfsfügeteils 22 satt an der oberen Decklage 14 des Bauteils 10
anliegt. Bei der Einpreßbewegung des Hilfsfügeteils, das hier durch den
Bohrungsabschnitt 50 zentriert wird, wird das Bauteil 76 auf der Abstütz
fläche 76 der Matrize bzw. der mit diesem bündig angeordneten Oberflä
che des Werkzeuges 66 abgestützt. Nach Fertigstellung der Nietverbin
dung im Bereich des Einformabschnitts 30 wird die unterste Stelle des
Stempels 58 durch die axiale Höhe des Verbundes bestehend aus dem
Formvorsprung 70, die axiale Dicke des Hilfsfügeteils 22 im Bereich der
Nietverbindung und der axialen Länge des Hohlkörperelements 20 be
stimmt. Mit anderen Worten wird mit dieser Anordnung sichergestellt, daß
die vom Stempel ausgeübte Preßkraft stets ausreicht, um das Hilfsfügeteil
formschlüssig mit dem Element zu vernieten. Eine darüber hinausgehen
de Verformung, die unerwünscht wäre, weil sie zu einer Verformung des
Gewindezylinders führen wird, wird dadurch verhindert, daß die maximale
Kraft, die vom Stempel auf das Element ausgeübt werden kann, so be
messen ist, daß sie zu keiner permanenten Verformung des zylinderförmi
gen Bereiches führt, die durch den Formvorsprung der Matrize, den um
geformten Bodenbereich des Hilfsfügeteils und den Körper des Hilfsfügee
lementes gebildet ist.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 10 wird das weitere anzuschraubende
Bauteil auf der Unterseite des Zusammenbauteils gemäß Fig. 10E ange
schraubt, wobei hier keine besondere Vorbereitung des weiteren Bauteils
erforderlich ist. Es muß nur ein Durchgangsloch für die verwendete
Schraube aufweisen.
Fig. 11 zeigt nunmehr eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungs
gemäßen Funktionselementanordnung, bei der ein neuartiges Element 20
zur Anwendung gelangt.
Das Element 20 weist nämlich bei diesem Ausführungsbeispiel einen we
sentlichen, zylindrischen Körper 170 auf, mit einem Innengewinde 118
und einem Nietabschnitt 30 an einem Ende. Am anderen Ende des Kör
pers 170 des Hohlkörperelements 20, d. h. an dem dem Nietabschnitt 30
abgewandten Ende weist dieser in diesem Beispiel sechs radial angeord
nete Verdrehsicherungsnasen 39 auf, die im Querschnitt eine abgerundete
Form aufweisen, wie aus Fig. 11B ersichtlich, die sich im oberen Bereich
des Hohlkörperelements in erhabener, jedoch verjüngender Form axial
entlang dieses erstrecken. Der Funktionselement 20 wird hier mit einem
Hilfsfügeteil 22 verwendet, das zwar auch als tellerartiges Element be
zeichnet werden kann, bei der jedoch in diesem Beispiel kein Bodenbe
reich vorgesehen ist. Das heißt, das Hilfsfügeteil 22 besteht in diesem
Ausführungsbeispiel aus einem rohrförmigen Abschnitt 172 und dem
ringförmigen Randbereich 40, wobei der Innendurchmesser des rohrför
migen Bereiches 172 dem Außendurchmesser des Hohlkörperelements 20
entspricht. Auch hier wird die Funktionselementanordnung 18, d. h. so
wohl das Hohlkörperelement 20 als auch das Hilfsfügeteil 22, von einer
Seite in das Bauteil 10 eingeführt, das zu diesem Zweck lediglich eine zy
lindrische, durchgehende Bohrung aufweisen muß mit einem Durchmes
ser, der dem Außendurchmesser des rohrförmigen Abschnittes 172 ent
spricht.
Die Fig. 11C bis 11E zeigen, wie die Funktionselementanordnung 18 der
Fig. 11 miteinander gefügt und an das Bauteil 10 angebracht wird.
Im Stadium der Fig. 11C befindet sich das Hilfsfügeteil 22 bereits im
Bauteil eingeführt, so daß der rohrförmige Abschnitt 172 sich vollständig
innerhalb der Bohrung 46 befindet. Der Randbereich 40 des Hilfsfügeteils
liegt im wesentlichen an der oberen Decklage 14 des Bauteils 10 an. Die
untere Decklage 16 des Bauteils 10 liegt auf der Abstützfläche 76 einer
Matrize 62, die in eine Bohrung innerhalb eines Werkzeuges 66 angeord
net ist, diesmal mit der Abstützfläche 76 bündig mit der Oberseite des
Werkzeuges 66. Die Matrize 62 weist einen Formvorsprung 70 auf, der ei
nen Außendurchmesser aufweist, der im Durchmesser der Bohrung 46
entspricht und in Fig. 11C innerhalb dieser Bohrung angeordnet ist, so
daß das Bauteil 10 durch die Matrize 62 genau positioniert ist.
An seinem oberen Ende in Fig. 11C weist der Formvorsprung 70 einen
Vorsprung 176 kleineren Durchmessers auf, der über eine konkav gerun
dete Seitenfläche in eine Ringschulter 178 übergeht. Das Hohlkörperele
ment 20 befindet sich innerhalb eines Setzkopfes 54, der wie bisher einen
Niederhalter 56 und einen Stempel 58 aufweist.
Im Zustand der Fig. 11D drückt der Niederhalter 56, der eine Ringaus
nehmung 180 aufweist, mit einer axialen Tiefe entsprechend der Dicke des
Randbereiches 40 des Hilfsfügeteils auf diesen Randbereich 40 des Hilfs
fügeteils 22 und stellt sicher, daß das Hilfsfügeteil in diesem Bereich satt
an der oberen Decklage 14 des Bauteils 10 anliegt.
Beim weiteren Schließen der Presse bewegt sich der Stempel weiter nach
unten und drückt das Hohlkörperelement 20 vollständig innerhalb des
Hilfsfügeteils 22, so daß die Verdrehsicherungsnasen 38 eine entsprechende
Verformung des Hilfsfügeteils verursachen und diese wiederum
das Bauteil 10 im Bereich der oberen Decklage 14 und im oberen Bereich
des Kerns 12 eindrückt, so daß das Hohlkörperelement 20 gegenüber dem
Hilfsfügeteil 22 und das Hilfsfügeteil 22 gegenüber dem Bauteil 10 ver
drehsicher angeordnet sind. Gleichzeitig mit dem Hineinpressen des Hohl
körperelements 20 drückt der zylindrische Vorsprung 176 der Matrize 62
das Stirnende des Nietabschnitts 30 radial nach außen, so daß diese, wie
bei 182 gezeigt, radial nach außen über das untere Stirnende des rohr
förmigen Abschnittes 172 des Hilfsfügeteils 22 verformt wird. Hieraus ist
ersichtlich, daß das Hohlkörperelement 20 und das Hilfsfügeteil 22 nun
mehr unzertrennbar miteinander verbunden sind.
Eine axial weitergehende Bewegung des Hohlkörperelements 20 durch das
Hilfsfügeteil 22 hindurch ist nicht möglich, da die Verdrehsicherungsna
sen 38 an das Hilfsfügeteil anliegen. Ein Herausziehen des Hohlkörpere
lements 20 aus dem Hilfsfügeteil 22 in der entgegengesetzten Richtung ist
nicht möglich, da der Nietbördel 182 dies verhindert. Die Verdrehsiche
rung zwischen dem Hohlkörperelement 20 und dem Hilfsfügeteil 22 ist
durch den Eingriff der Verdrehsicherungsnasen 39 in den Wandbereich
des Hilfsfügeteils 22 sichergestellt. Die Verdrehsicherung der Funktionse
lementanordnung bestehend aus dem Hohlkörperelement 20 und dem
Hilfsfügeteil 22 gegenüber dem Bauteil 10 ist durch den Eingriff der durch
die Verdrehsicherungsnasen 38 verformten Wandbereichen 23 des Hilfs
fügeteils 22 in das entsprechend verformte Bauteil sichergestellt. Auch
hier können die Oberflächenbereiche des Hilfsfügeteils, die mit dem Bau
teil 10 und/oder dem Hohlkörperelement in Berührung kommen, mit ei
nem Klebstoff versehen werden, vorzugsweise ein Trockenklebstoff, der bei
Druckausübung zur Bildung einer Klebstoffverbindung aktiviert wird.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Funktionselement 20 und
ein Hilfsfügeteil 22 mit Bauteilen verschiedener Dicke verwendet werden,
da es lediglich notwendig ist, die Matrize 62 entsprechend auszubilden.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11E wird beim Anschrauben
eines weiteren Bauteils dieses auf der Unterseite des Zusammenbauteils
gemäß Fig. 11F angeschraubt, wofür keine besondere Vorbereitung des
Bauteils erforderlich ist.
Fig. 12 zeigt nun eine weitere erfindungsgemäße Variante der Funktion
selementanordnung. Es handelt sich hier bei dem Funktionselement 20
um eine abgewandelte Ausführung eines SBF-Elementes der Firma Profil
Verbindungstechnik GmbH & Co. KG in etwa so, wie in der
US-PS 4,459,973 und insbesondere in der US-PS 4,555,838 (Fig. 7) darge
stellt ist.
Abweichend von der bisher bekannten Form eines solchen Elementes wird
hier zwischen dem Flanschteil 32 und dem Nietabschnitt 30 ein Zwi
schenabsatz 36 vorgesehen mit einem Außendurchmesser, der dem Au
ßendurchmesser des Nietabschnitts 30 entspricht. Das hier als Bol
zenelement realisierte Funktionselement 20 wird in diesem Beispiel mit
einem Hilfsfügeteil 22 in Form einer flachen Lochscheibe benutzt, wobei
das Loch 92 einen Durchmesser aufweist, der nur geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser des Nietabschnitts 30. Die zur Anbringung des
Bolzenelements 20 verwendete Matrize 62 weist hier eine Ringvertiefung
190 auf, die zur Aufnahme des lochscheibenartigen Hilfsfügeteils 22 aus
gebildet ist und eine axiale Tiefe aufweist, die der Dicke der Lochscheibe
entspricht.
Die Bodenfläche 192 der ringförmigen Vertiefung 190, die als Abstützflä
che für die Lochscheibe dient, ist senkrecht zur Längsachse 68 angeord
net und die zylindrische Ringwand 191 der ringförmigen Vertiefung 190,
stellt die Zentrierung der Lochscheibe 22 sicher. Die Matrize weist einen
Formvorsprung 70 auf, der über eine gerundete Ringnut 190 in die Ab
stützfläche 192 übergeht und diese Merkmale sind so ausgebildet, wie die
entsprechenden formgebenden Merkmale der Matrize gemäß US-PS 4,555,638
(Fig. 11).
Die Matrize ist koaxial zu dem Bolzenelement 20 ausgerichtet, wobei die
Ringvertiefung 190, der Formvorsprung 70 und die Ringvertiefung 194
ebenfalls koaxial mit der mittleren Längsrichtung des Bolzenelements 20
liegen.
Bei dieser Ausführungsform weist das Bauteil 10 eine zylindrische Boh
rung 46 auf mit einem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des
Nietabschnitts 30 bzw. des Zwischenabsatzes 36 entspricht. Die Unter
seite des Flansches 32 ist mit den üblichen Verdrehsicherungsnasen 38
und -vertiefungen 41 versehen, die bei einem herkömmlichen SBF-Bolzen
verwendet werden.
Die Anbringung des Bolzenelements 20 am Bauteil 10 bzw. die Vernietung
mit dem Hilfsfügeteil 22 findet wie bisher unter Anwendung eines Setz
kopfes statt, der hier nicht gezeigt ist, jedoch dem Setzkopf 54 entspricht,
der im Zusammenhang mit Fig. 2 näher erläutert wurde. Die Matrize 62
befindet sich ebenfalls in einem unteren Werkzeug, das hier aber nicht ge
zeigt ist.
Beim Schließen der Presse bzw. des Anbringungswerkzeuges wird der
Flansch 32 des Bolzenelements 20 in Berührung mit der oberen Decklage
14 des Bauteils 10 gebracht. Die Verdrehsicherungsnasen 38 und -
vertiefungen 41 werden in die obere Decklage hineingedrückt, bzw. es
werden Bereiche der oberen Decklage in die entsprechenden Vertiefungen
aufgenommen. Gleichzeitig wird der Nietabschnitt 30 aufgrund der Form
gebung des Formvorsprungs 70 mit der ringförmigen Vertiefung 194 nach
außen gerollt, um einen sogenannten L-förmigen Nietbördel 196 auszubil
den, der beispielsweise in der US-PS 4,555,838 (Fig. 11) dargestellt ist. Bei
diesem Nietvorgang wird auch das Hilfsfügeteil satt an die untere Lage 16
des Bauteils 10 gepreßt, so daß nach Fertigstellung der Nietverbindung
das Bauteil 10 zwischen dem Flansch 32 und dem Hilfsfügeteil 22 gefan
gen gehalten wird. Dabei sorgen die Verdrehsicherungsnasen und -
vertiefungen im Bereich der Auflagefläche des Flansches 32 für die erfor
derliche Verdrehsicherung. Die axiale Länge des Zwischenabsatzes 36
sorgt für die notwendige Anpassung an die Dicke des Bauteils und be
stimmt den Grad der Kompression des Bauteils bei der Anbringung der
Funktionselementanordnung
Beim Anschrauben eines weiteren Bauteils auf das Zusammenbauteil ge
mäß Fig. 12B wird das weitere Bauteil von oben kommend über das Ge
winde des Bolzenelements gelegt und mit einem Mutterelement daran be
festigt, im wesentlichen wie in Fig. 2G dargestellt. Die hierdurch im Bol
zenelement 20 entstehenden axialen Zugkräfte werden über den Nietbör
del 80 auf das Hilfsfügeteil 22 übertragen. Dieses liegt großflächig an der
in Fig. 12B Unterseite des Bauteils 10 an und verteilt dort die entspre
chenden Kompressionskräfte so, daß das Bauteil 10 mit Kräften belastet
wird, die die maximal zulässigen Kräfte nicht übersteigen.
Obwohl das Bolzenelement 20 hier in einer nicht selbststanzenden Vari
ante gezeigt wird, wäre es auch denkbar, den Nietabschnitt 30 selbststanzend
auszuführen und die Matrize entsprechend zu wählen, wie in der
US-PS 4,555,838 näher erläutert.
Fig. 13 zeigt nunmehr eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen
Funktionselementanordnung unter Anwendung eines Funktionselements
in Form eines herkömmlichen SBF-Bolzens und einem Hilfsfügeteil in
Form einer Lochscheibe. Diese Ausführungsform entspricht weitestgehend
der Ausführungsform gemäß Fig. 12, nur wird hier auf die Anwendung
eines Zwischenabsatzes verzichtet. Das heißt, daß das Bolzenelement 20
tatsächlich ein herkömmliches SBF-Element darstellt. Das Bolzenelement
20 wird hier mit einem Hilfsfügeteil in Form einer Lochscheibe verwendet,
die der Lochscheibe gemäß Fig. 12 entspricht. Anders als bei der Fig. 12
Ausführung wird jedoch die Lochscheibe hier auf eine Ringschulter 47 ab
gestützt, die sich in einer abgesetzten Bohrung 46 im Bauteil 10 befindet
und den Übergang von einem Abschnitt 50 größeren Durchmessers in ei
nen Abschnitt 48 kleineren Durchmessers darstellt. Die Matrize 62 der
Fig. 13 ist im Umformbereich entsprechend der Matrize 62 der Fig. 12
ausgebildet, weist jedoch hier keine Ringvertiefung 190 auf, sondern einen
zylindrischen Bereich 200, der über eine Ringschulter 202 in den zylindri
schen Außenmantel 204 der Matrize 62 übergeht. Diese Ringschulter 202
liegt bei der Anbringung der Funktionselementanordnung im Bauteil 10
auf der in diesem Beispiel unteren Decklage 16 an.
Die Anbringung des Bolzenelements 20 erfolgt hier analog zur Anbringung
des Funktionselements 20 der Fig. 12, so daß das Zusammenbauteil ge
mäß Fig. 13B entsteht.
Beim Anschrauben eines weiteren Bauteils wird dieses in Fig. 13 auf der
Unterseite des Zusammenbauteils angeschraubt unter Anwendung einer
Mutter, wie in Fig. 12G dargestellt.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein herkömmliches SBF-
Element zur Anwendung gelangen kann und daß man ein Element für
Bauteile 10 verschiedener Dicke verwenden kann, da es nur erforderlich
ist, die axiale Tiefe der abgesetzten Bohrung 46 im Bereich des Bohrungs
abschnittes 50 mit größerem Durchmesser entsprechend zu wählen. Ein
Element mit Zwischenabsatz gemäß Fig. 12 kann auch hier zur Anwen
dung gelangen, d. h. mit einer Lochscheibe verwendet werden, die in einer
abgesetzten Bohrung 46 des Bauteils 10 an einer Ringschulter 47 anliegt.
Auch hier gelangt ein Bolzenelement 20, um einen Bereich von verschie
denen Bauteildicken zu ermöglichen. Es muß nur die Lage der Ring
schulter 47 entsprechend gewählt werden.
Schließlich zeigen Fig. 14A und 14B eine weitere Variante einer erfin
dungsgemäßen Anordnung ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 13, jedoch
unter Anwendung eines Funktionselements 20 in Form eines Hohlkörpe
relements mit Innengewinde.
Es handelt sich hier um ein herkömmliches RSF-Element der Firma Profil
Verbindungstechnik GmbH & Co. KG wie im US-Patent 4,610,072 be
schrieben.
Auch dieses Element wird mit einem Hilfsfügeteil in Form einer Loch
scheibe verwendet unter Anwendung der gleichen Matrizenart 62, wie im
Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben. Auch hier kann ein Element für
verschiedene Bauteildicken verwendet werden, da es auch hier lediglich
notwendig ist, die axiale Länge des Bohrungsabschnittes 50 mit größerem
Durchmesser entsprechend zu wählen. Das heißt, die axiale Länge des
Bohrungsabschnittes 48 mit kleinerem Durchmesser bleibt stets kon
stant.
Die oben angegebene Beschreibung von Ausführungsbeispielen ist aus
schließlich unter konkreter Darstellung von Elementen der Firma Profil
Verbindungstechnik GmbH & Co. KG angegeben, häufig in abgewandelter
Form. Es können aber auch eine Reihe von anderen an sich bekannten
Befestigungselementen für die vorliegende Erfindung verwendet werden.
Diese müssen jeweils mit einem Hilfsfügeteil verwendet werden und setzen
dann eine entsprechende Ausbildung einer zylindrischen oder abgesetzten
Bohrung im Bauteil voraus.
Alternativ hierzu können die anderen, an sich bekannten Verbindungse
lemente ebenfalls mit einem Zwischenabsatz zwischen einem Flanschbe
reich und einem Nietbereich versehen werden, wobei die Vernietung des
Hilfsfügeteils mit dem so abgewandelten Befestigungselement dann im Be
reich des Überganges vom Zwischenabsatz in den Nietabschnitt bzw. Ein
formabschnitt bzw. Anformabschnitt stattfindet, während das Flanschteil
am anderen Ende des Zwischenabsatzes zur Anlage am Bauteil ausgebil
det ist und vorzugsweise zu diesem Zweck mit Verdrehsicherungsmerk
malen wie beispielsweise erhabenen Verdrehsicherungsnasen und/oder
Verdrehsicherungsvertiefungen im Bereich der entsprechenden Auflageflä
che oder am Außenmantel des Zwischenabsatzes versehen werden kön
nen.
Auch bei anderen, an sich bekannten Befestigungselementen können
Klebstoffe zur Anwendung gelangen, die an Oberflächenbereichen vorzu
sehen sind, die in Berührung mit dem Bauteil und/oder dem Hilfsfügeteil
kommen. Auch bei diesen anderen Befestigungselementen kann es sinn
voll sein, das Element oder das verwendete Hilfsfügeteil mit einer oder
mehreren Beschichtungen vorzusehen, die eine Korrosionswirkung mit
dem verwendeten Bauteil unterbinden. Bei Verwendung von anderen Be
festigungselementen ist es ebenfalls möglich, die Hilfsfügeteile ggf. aus
Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff auszubilden.
Wie oben beschrieben bieten die Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung, die mit tellerartigen Hilfsfügeteilen verwendet werden, den
Vorteil, daß man unter Anwendung von Hilfsfügeteilen unterschiedlicher
Höhe eine Anpassung an verschiedene Bauteildicken erreichen kann.
Bei manchen Konstruktionen können die verwendeten Bauteile eine er
hebliche Dicke aufweisen, beispielsweise 50 mm oder größer. Dies kann
dann dazu führen, daß der vertiefte Bereich des Hilfsfügeteils relativ hoch
wird, so daß das tellerartige Teile eine axiale Querschnittsform aufweist,
die eher als Zylinderhut zu bezeichnen wäre. Somit ist die Bezeichnung
des Hilfsfügeteils als tellerartig auch so zu verstehen, daß sie nicht auf
tellerähnliche Proportionen beschränkt ist, sondern als Gattungsbezeich
nung für eine breite Palette an Hilfsfügeteilen verwendet wird, die aus
schließlich einen vertieften Bereich haben können, der die Proportionen
eines Zylinderhuts aufweisen oder gar noch höher ausgebildet ist.
Claims (56)
1. Funktionselementanordnung (18) mit einem Funktionselement (20)
zur Anbringung an ein Bauteil (10), insbesondere jedoch nicht aus
schließlich zur Anbringung an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil
(10) das aus einem Hohlraume oder Poren enthaltendem Werkstoff
wie z. B. Kunststoffen, Holz, Metallschäumen, mit Hohlkörpern ge
füllten Metallen oder Kunststoffen oder aus einem anderen verhält
nismäßig weichem Material besteht und wahlweise in einer Sand
wichkonstruktion oder als Verbundmaterial bspw. in Form einer ein-
oder mehrlagigen Struktur mit bspw. zwei Blech- oder Kunststoffla
gen und einem Kern aus einem der vorgenannten Werkstoffen bzw.
Materialien vorliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hilfsfügeteil (22) vorgesehen ist, daß das Funktionselement
(20) beim Anbringen an das Bauteil (10) mittels eines Nietverfahrens
oder eines Stanz- und Nietverfahrens mit dem Hilfsfügeteil (22) um
formtechnisch verriegelbar ist und daß vorzugsweise mindestens eine
Einrichtung (Klebstoff, 38, 39, 41) vorgesehen ist, um eine Verdrehsi
cherung zwischen dem Funktionselement (20) und dem Bauteil (10)
und/oder zwischen dem Hilfsfügeteil (22) und dem Bauteil (10) zu er
zeugen.
2. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Bauteil (10) durch maschinelle Bearbeitung
oder durch Urformen (beispielsweise Gießen bzw. Druckgießen) vor
gelocht ist.
3. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bauteil aus mindestens zwei aneinander
gelegten Bauteilen (10) besteht.
4. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Funktionsele
ment (20) als auch das Hilfsfügeteil (22) bei der Durchführung des
Nietverfahrens zur Bildung der Verriegelung verformbar sind.
5. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20)
und das Hilfsfügeteil (22) von entgegengesetzten Seiten des Bauteils
(10) kommend miteinander und dem Bauteil fügbar sind.
6. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20)
und das Hilfsfügeteil (22) je einen eine Auflagefläche (34, 43) bilden
den Flansch (32, 40) aufweisen, an dem das Bauteil (10) zur Anlage
kommt, d. h. zwischen dem das Bauteil eingefangen bzw. geklemmt
ist.
7. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20) und das
Hilfsfügeteil (22) auf der gleichen Seite des Bauteils (10) miteinander
und dem Bauteil fügbar sind.
8. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) einen eine Auflagefläche (43)
bildenden Flansch (40) aufweist, an der das Bauteil (10) zur Anlage
kommt.
9. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20)
mit einem Kopfabschnitt (24) und einem Schaftabschnitt (26) verse
hen ist und im Bereich des Kopfabschnittes (24) oder im Bereich des
Übergangs vom Kopfabschnitt (24) zum Schaftabschnitt (26) einen
Nietabschnitt (30) für die Nietverbindung mit dem Hilfsfügeteil (22)
aufweist.
10. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (26) als Gewindeträger reali
siert ist und der Anbringung eines weiteren Bauteils (100) am erstge
nannten Bauteil (10) dient.
11. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (26) als Führungsteil für ein
weiteres Bauteil (10) ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines zy
lindrischen Führungszapfens oder in Form einer kugelförmigen Füh
rungsfläche am freien Ende des Schaftabschnittes.
12. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (26) als Clip-Aufnahme aus
gebildet ist.
13. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20) als Hohl
körperelement bzw. als Mutterelement oder als Führungsbuchse oder
als Aufnahme für ein Einsteckteil ausgebildet ist.
14. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (24) im Bereich
des Übergangs zum Schaftabschnitt (26) einen Flansch (32) aufweist,
dessen dem Schaftabschnitt abgewandte Fläche eine Auflagefläche
(34) bildet, an der das Bauteil (10) zur Anlage kommt und daß der
Kopfabschnitt (24) auf dem dem Schaftabschnitt (26) abgewandten
Ende einen Nietabschnitt (30) zur Vernietung mit dem Hilfsfügeteil
(22) aufweist (Fig. 1; Fig. 2).
15. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (24) aus dem Flansch (32) und
dem Nietabschnitt (30) sowie aus einem dazwischen liegenden Zwi
schenabsatz (36) besteht (Fig. 1).
16. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß Verdrehsicherungsmerkmale (38) im Bereich der
Auflagefläche (34) des Flansches (32) und/oder im Bereich des Über
gangs zum Zwischenabsatz (36) und/oder am Zwischenabsatz (36)
vorgesehen sind.
17. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 15 oder 16, da
durch gekennzeichnet, daß der Zwischenabsatz (36) über eine Ring
schulter (82) in den Nietabschnitt (30) übergeht und daß Verdrehsi
cherungsmerkmale im Bereich zwischen dem Zwischenabsatz und
dem Nietabschnitt vorgesehen sind, beispielsweise an der Ringschul
ter (82) und/oder im Bereich des Überganges der Ringschulter in den
Nietabschnitt (30) und/oder am Nietabschnitt (30) selbst.
18. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (24) im Bereich
seines freien, dem Schaftabschnitt (26) abgewandten Endes einen ei
ne Auflagefläche bildenden Flansch (32) aufweist, an dem das Bauteil
(10) zur Anlage kommt und im Bereich des Übergangs vom Kopfab
schnitt (24) in den Schaftabschnitt (26) zur Vernietung mit dem
Hilfsfügeteil (22) ausgebildet ist (Fig. 4A) wobei der Bereich des
Kopfabschnittes zwischen dem Flansch (32) und dem Schaftabschnitt
(26) einen Zwischenabsatz (36) bildet.
19. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß Verdrehsicherungsmerkmale (38) im Bereich der
Auflagefläche des Flansches (32) und/oder im Bereich des Übergan
ges vom Flansch in den Zwischenabsatz (36) und/oder am Zwischen
absatz (36) vorgesehen sind (Fig. 4A).
20. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 18 oder 19, da
durch gekennzeichnet, daß der Zwischenabsatz (36) über eine Ring
schulter in den Schaftteil (26) übergeht und daß Verdrehsicherungs
merkmale im Bereich dieser Ringschulter (37) vorgesehen sind, bei
spielsweise an der Ringschulter (37) und/oder im Bereich des Über
gangs der Ringschulter in den Nietabschnitt bzw. Anformabschnitt
oder am Nietabschnitt bzw. Anformabschnitt.
21. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hohlkörperelement einen Kopfabschnitt (24)
und einen Nietabschnitt bzw. einen Einformabschnitt (30) aufweist
und daß der Kopfabschnitt (24) in einen Flansch (32) und einen Zwi
schenabsatz (36) unterteilt ist, wobei der Flansch (32) eine Auflageflä
che (34) bildet, an der das Bauteil zur Anlage kommt und im Bereich
des dem Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt (30) abgewandten En
des des Zwischenabsatzes (26) angeordnet ist (Fig. 6; Fig. 8).
22. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß Verdrehsicherungsmerkmale (38) im Bereich der
Auflagefläche (34) und/oder am Übergang von der Auflagefläche in
den Zwischenabsatz (36) und/oder am Zwischenabsatz (36) vorgese
hen sind (Fig. 6; Fig. 8).
23. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 21 oder 22, da
durch gekennzeichnet, daß der Zwischenabsatz (36) über eine Ring
schulter (82) in den Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt (30) über
geht und daß Verdrehsicherungsmerkmale an der Ringschulter
und/oder am Übergang zu dem Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt
und/oder am Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt vorgesehen sind
(Fig. 6; Fig. 8).
24. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hohlkörperelement einen Kopfabschnitt (24)
und einen Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt (30) aufweist, daß der
Kopfabschnitt (24) eine Mantelfläche ohne Flansch aufweist, wobei
die Mantelfläche über eine Auflagefläche in den Nietabschnitt bzw.
Einformabschnitt (30) übergeht, an der sich im eingebauten Zustand
das Hilfsfügeteil (22) in Anlage befindet, und daß das Hilfsfügeteil (22)
eine Auflagefläche (43) aufweist, an der das Bauteil (10) zur Anlage
kommt (Fig. 5; Fig. 7; Fig. 9).
25. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß Verdrehsicherungsmerkmale (39) an der Mantel
fläche des Kopfabschnitts (24) vorgesehen sind (Fig. 1; Fig. 9).
26. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 24 oder 25, da
durch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (24) über eine Ring
schulter (82) in den Nietabschnitt (30) übergeht und daß Verdrehsi
cherungsmerkmale im Bereich der Ringschulter und/oder am Über
gang von der Ringschulter in den Nietabschnitt und/oder am Nietab
schnitt vorgesehen sind (Fig. 9).
27. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 13, 21,
22 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß Verdrehsicherungsmerk
male (140, 142) am und/oder im Nietabschnitt bzw. Einformab
schnitt vorgesehen sind (Fig. 5; Fig. 6; Fig. 7; Fig. 10).
28. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) ein
Blechteil ist.
29. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 27, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Blechteil (22) mit einer metallischen Be
schichtung und/oder einer Kunststoffbeschichtung versehen ist.
30. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil
(22) ein Kunststoffteil, vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoff
teil ist, gegebenenfalls mit einer metallischen Beschichtung.
31. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 28 oder 29, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem gegenüber
dem Werkstoff oder den Werkstoffen des Bauteils (10) und gegenüber
dem Werkstoff des Funktionselements (20) bzw. seiner Beschichtung
korrosionsbeständigem Material besteht und daß der Werkstoff des
Funktionselements (20) oder einer etwaigen Oberflächenbeschichtung
des Funktionselements gegenüber dem Werkstoff oder den Werkstof
fen des Bauteils (10) korrosionsbeständig ist.
32. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) als
tellerartiges Teil ausgebildet ist, dessen Randbereich (40) eine Aufla
gefläche (43) bildet, an der das Bauteil (10) zur Anlage kommt und
dessen Vertiefung (42) in eine Ringvertiefung (50) oder abgesetzte
Bohrung (46) des Bauteils (10) anzuordnen ist und daß das Funkti
onselement (20) mit dem Boden (44) der Vertiefung vernietbar ist.
33. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) als
flache Scheibe ausgebildet ist, deren Randbereich (40) eine Auflage
fläche (43) bildet, an der das Bauteil zur Anlage kommt und daß das
Funktionselement (20) mit dem mittleren Bereich der Scheibe ver
nietbar ist.
34. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 32 oder 33, da
durch gekennzeichnet, daß der Boden (44) der Vertiefung oder der
mittlere Bereich der Scheibe zur Aufnahme eines Nietabschnittes (30)
des Funktionselements (20) vorgelocht ist.
35. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 32 oder 33, da
durch gekennzeichnet, daß der Boden (44) der Vertiefung oder der
mittlere Bereich der Scheibe nicht vorgelocht ist, sondern bei Anbrin
gung des Funktionselements durch einen Stanz- und Nietabschnitt
(30) des Funktionselements (20) oder durch einen vorlaufenden Loch
stempel (59) lochbar ist.
36. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (20)
und/oder das Hilfsfügeteil (22) an mindestens einem Oberflächenbe
reich, der bei Anbringung an das Bauteil (10) mit diesem und/oder
mit dem jeweils anderen Teil (Hilfsfügeteil bzw. Funktionselement) in
Berührung gelangt, mit einem Klebstoff versehen ist.
37. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 36, dadurch ge
kennzeichnet, daß es sich bei dem Klebstoff um einen Trockenkleb
stoff handelt, der bei Druckausübung für eine Klebverbindung zwi
schen dem Bauteil (10) und dem Funktionselement (20) und/oder
zwischen dem Bauteil (10) und dem Hilfsfügeteil (22) und/oder zwi
schen dem Funktionselement (20) und dem Hilfsfügeteil (22) sorgt.
38. Funktionselementanordnung (18) nach einem der Ansprüche 36 oder
37, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff die Einrichtung oder
eine Einrichtung zur Erzeugung einer Verdrehsicherung bildet.
39. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zur Erzeugung einer Verdrehsicherung durch Formmerkmale, insbe
sondere durch Nasen (38, 39) oder Vertiefungen (41), gebildet ist, die
am Funktionselement (20) und/oder am Hilfsfügeteil (22) vorgesehen
und beim Nietvorgang in die Oberfläche des Bauteils hineindrückbar
sind bzw. der Aufnahme von aus der Oberfläche des Bauteils heraus
gedrücktem Material dienen.
40. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 39, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Funktionselement (20) und/oder das Hilfsfü
geteil (22) mit einem Flansch (32, 40) versehen ist, der eine Auflage
fläche (34, 43) bildet, an der das Bauteil (10) zur Anlage kommt, und
daß die Einrichtung zur Erzeugung der Verdrehsicherung durch Na
sen (38, 39) gebildet ist, die in der Auflagefläche (34, 43) des Flan
sches (32, 40) oder im Bereich des Übergangs von der Auflagefläche
des Flansches in den Funktionselement (20) bzw. in das Hilfsfügeteil
(22) vorgesehen sind.
41. Funktionselementanordnung (18) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) ein
tellerartiges Teil ist, dessen Rand (40) eine Auflagefläche (43) bildet,
an der das Bauteil (10) zur Anlage kommt, wobei dieser Rand (40)
zunächst konusförmig ausgebildet ist und in Richtung der Vertiefung
(42) des tellerartigen Teils divergiert, daß die Vertiefung (42) des tel
lerartigen Teils zur Aufnahme eines Nietabschnittes (30) des Funkti
onselements (20) ausgebildet ist, der von der Seite des Randes in die
Vertiefung (42) aufnehmbar ist, und daß die Nietverbindung unter
Flachpressung des Randes (40) des tellerartigen Teils und Umfor
mung des Bodenbereichs (44) zustande bringbar ist (Fig. 2, Fig. 3).
42. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 41, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Rand (40) des tellerartigen Teils an mehreren
Stellen (94) unterbrochen ist.
43. Funktionselementanordnung (18) nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (22) die Form eines Rohrab
schnittes (172) mit Flansch (40) aufweist, daß das Hohlkörperelement
(20) in den Rohrabschnitt paßt und in einem Endbereich schräge Na
sen (39) aufweist, die sich ausgehend vom zugeordneten Ende des
Hohlkörperelementes entlang einer Teillänge des Hohlkörpers in
Richtung dessen anderen Endes erstrecken und dabei in ihrer radia
len Erstreckung abnehmen, wobei diese Nasen (39) bei Einführung in
den Rohrabschnitt (172) diesen in einem Endbereich und auch das
Bauteil (10) entsprechend verformen und daß das Hohlkörperlement
(20) an seinem anderen Ende zur Verriegelung mit dem Hilfsfügeteil
(22) aufweitbar ist (Fig. 11).
44. Funktionselement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehen
den Ansprüche, d. h. mit Merkmalen des in einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche definierten Funktionelemente.
45. Hilfsfügeteil (22) nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche, d. h. mit Merkmalen des in einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche definierten Hilfsfügeteils.
46. Zusammenbauteil, bestehend aus einer am Bauteil (10) angebrachten
Funktionselementanordnung (18) nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 44.
47. Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbauteils durch Anbrin
gung eines Funktionselements (20) an ein Bauteil (10), insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich durch Anbringung des Funktionsele
ments (20) an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil (10), das aus ei
nem Hohlräume oder Poren enthaltendem Werkstoff, wie beispiels
weise Kunststoffen, Holz, Metallschäumen, mit Hohlkörpern gefüllten
Metallen oder Kunststoffen oder aus einem anderen, verhältnismäßig
weichem Material besteht und wahlweise in eine Sandwich-
Konstruktion oder als Verbundmaterial, beispielsweise in Form einer
ein- oder mehrlagigen Struktur mit beispielsweise zwei Blech- oder
Kunststofflagen und einem Kern aus einem der vorgenannten Werk
stoffe bzw. Materialen vorliegt, gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- - Herstellung einer Bohrung (46) durch das Bauteil hindurch durch maschinelle Bearbeitung oder Urformen,
- - Einfügen eines Hilfsfügeteils (22) von einer Seite des Bauteils (10) zumindest teilweise in die Bohrung (46) hinein,
- - Einfügen des Funktionselements (20) von einer entgegengesetzten Seite des Bauteils (10) zumindest teilweise in die Bohrung hinein und
- - Herstellung einer Nietverbindung zwischen dem Funktionsele ment (20) und dem Hilfsfügeteil (22) (Fig. 1; Fig. 4; Fig. 5; Fig. 6; Fig. 7; Fig. 8; Fig. 9; Fig. 12; Fig. 13; Fig. 14).
48. Verfahren nach Anspruch 47 unter Anwendung eines tellerartigen
Hilfsfügeteils (22), dadurch gekennzeichnet, daß bei Anbringung des
tellerartigen Hilfsfügeteils in die Bohrung (46), dessen Vertiefung (42)
mit seinem Bodenbereich in die Bohrung angeordnet wird, während
dessen Randbereich auf der entsprechenden Seite des Bauteils (10)
anliegt und daß die Nietverbindung mit dem Hilfsfügeteil im Bereich
des Bodens (44) der Vertiefung (42) durchgeführt wird.
49. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem ein Funktionselement (20) mit
einem Flansch (32), einem Zwischenabsatz (36) und einem Nietab
schnitt bzw. Einformabschnitt (30) und mit Verdrehsicherungsmerk
malen (38) im Bereich der durch den Flansch (32) gebildeten Auflagefläche
(34), beispielsweise an der Auflagefläche und/oder am Über
gang von der Auflagefläche zum Zwischenabsatz oder am Zwischen
absatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Funktion
selements (20) in die Bohrung hinein so erfolgt, daß der Flansch (32)
mit der entsprechenden Seite des Bauteils (10) in Berührung kommt
und die Verdrehsicherungsmerkmale (38) einen formschlüssigen Ein
griff mit dem Bauteil (10) bilden, während der Nietabschnitt (30), der
durch die axiale Länge des Zwischenabsatzes (36) von der Auflageflä
che (34) beabstandet ist, innerhalb des Bauteils (10) mit dem Boden
bereich (40) des tellerartigen Hilfsfügeteils (22) vernietet wird.
50. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem ein Funktionselement (20) mit
einem Körperabschnitt (24), mit einem an einem Ende des Körperab
schnittes vorgesehenen Nietabschnitt bzw. Einformabschnitt (30) und
mit an der Mantelfläche des Körperabschnittes vorgesehenen Ver
drehsicherungsmerkmalen (39) verwendet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einführung des Funktionselements in die Bohrung
(46) hinein so erfolgt, daß die Verdrehsicherungsmerkmale (39) in ei
nen formschlüssigen Eingriff mit dem Bauteil (10) gelangen und der
Nietabschnitt (30) innerhalb des Bauteils (10) mit dem Bodenbereich
(44) des tellerartigen Hilfsfügeteils (22) vernietet wird oder der Boden
bereich (44) des tellerartigen Hilfsfügeteils (22) in den Einformab
schnitt des Funktionselements eingeformt wird.
51. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß
weitere Verdrehsicherungsmerkmale (140, 142) im Bereich des
Nietabschnitts bzw. Einformabschnitts vorgesehen sind und bei der
Durchführung der Nietverbindung zum Hilfsfügeteil für eine entsprechende
Verdrehsicherung zwischen dem Funktionselement (20) und
dem Hilfsfügeteil (22) sorgen.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 51, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mit dem Bauteil (10) und/oder dem Funktionsele
ment (20) in Berührung kommenden Flächen des Hilfsfügeteils (22)
und/oder die mit dem Bauteil (10) und/oder dem Hilfsfügeteil (22) in
Berührung kommenden Flächen des Funktionselements (20) mit dem
jeweils gegenüber liegenden Flächenbereich des Zusammenbauteils
verklebt werden.
53. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 47 bis 52, da
durch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (44) des Hilfsfügeteils
(22) vor der Einführung in die Bohrung gelocht wird.
54. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 47 bis 53, da
durch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (44) des Hilfsfügeteils
nach der Einführung in die Bohrung durch einen Stanz- und Nietab
schnitt des Funktionselements (20) und/oder durch einen vorlaufen
den Lochstempel (59) gelocht wird.
55. Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbauteils durch Anbrin
gung eines Funktionselements (20) an ein Bauteil (10), insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich durch Anbringung des Funktionsele
ments (20) an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil, das aus einem
Hohlräume oder Poren enthaltendem Werkstoff, wie beispielsweise
Kunststoffen, Holz, Metallschäumen, mit Hohlkörpern gefüllten Me
tallen oder Kunststoffen oder aus einem anderen, verhältnismäßig
weichem Material besteht und wahlweise in eine Sandwich-
Konstruktion oder als Verbundmaterial, beispielsweise in Form einer
ein- oder mehrlagigen Struktur mit beispielsweise zwei Blech- oder
Kunststofflagen und einem Kern aus einem der vorgenannten Werk
stoffe bzw. Materialen vorliegt, gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- - Herstellung einer Bohrung (46) durch das Bauteil (10) hindurch durch maschinelle Bearbeitung oder Urformen,
- - Einfügen eines Hilfsfügeteils (22) von einer Seite des Bauteils zu mindest teilweise in die Bohrung (46) hinein,
- - Einfügen des Funktionselements (20) von einer gleichen Seite wie das Hilfsfügeteil (22) in einen rohrförmigen Aufnahmebereich (72) des einen Rohrabschnittes (172) und einen Flansch (40) aufwei senden Hilfsfügeteils oder in einen Aufnahmebereich eines eben falls einen Flansch (40) aufweisenden tellerartigen Hilfsfügeteils (22) und
- - Herstellung einer Nietbördelverbindung im Bereich des dem Flansch (40) abgewandten Endes des Rohrabschnittes (172) bzw. eine Nietverbindung mit dem Boden (44) des Aufnahmebereiches des tellerartigen Hilfsfügeteils (22) (Fig. 10; Fig. 11).
56. Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbauteils durch Anbrin
gung eines Funktionselements (20) an ein Bauteil (10), insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich durch Anbringung des Funktionsele
ments an ein sprödes oder nachgiebiges Bauteil, das aus einem Hohl
räume oder Poren enthaltendem Werkstoff, wie beispielsweise Kunst
stoffen, Holz, Metallschäumen, mit Hohlkörpern gefüllten Metallen
oder Kunststoffen oder aus einem anderen, verhältnismäßig weichem
Material besteht und wahlweise in eine Sandwich-Konstruktion oder
als Verbundmaterial, beispielsweise in Form einer ein- oder mehrlagigen
Struktur mit beispielsweise zwei Blech- oder Kunststofflagen und
einem Kern aus einem der vorgenannten Werkstoffe bzw. Materialen
vorliegt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- - Herstellung einer Bohrung (46) durch das Bauteil hindurch durch maschinelle Bearbeitung der Urformen,
- - Einfügen eines Hilfsfügeteils (22) von einer Seite des Bauteils (10) zumindest teilweise in die Bohrung (46) hinein,
- - Verwendung eines tellerartigen Hilfsfügeteils (22) mit einem sich in Richtung dessen vorzugsweise vorgelochten Bodenbereichs di vergierenden konusförmigen Randbereich (40),
- - Verwendung eines einen konusförmig divergierenden Nietab schnitt (30) aufweisenden Funktionselements (20),
- - wobei das Hilfsfügeteil (22) an einer Seite des Bauteils (10) mit seinem konusförmigen Randbereich benachbart zur genannten Seite und mit seinem Bodenbereich (44) vom Bauteil abgewandt angeordnet wird,
- - der Nietabschnitt (30) des Funktionselements (20) von der ande ren Seite des Bauteils durch die Bohrung (46) in die Vertiefung (42) des tellerartigen Hilfsfügeteils (22) hineingeführt wird, bis das divergierende Ende des Nietabschnitts (30) in den Übergangsbe reich zwischen der Wand der Vertiefung (42) und dem Boden (44) des Hilfsfügeteils (22) gelangt, und
- - mittels einer Matrize der konusförmige Rand des Hilfsfügeteils flach gepreßt und in Anlage mit der entsprechenden Seite des Bauteils (10) gebracht wird,
- - wobei die Wand der Vertiefung (42) mit der Außenseite des diver gierenden Endes des Nietabschnitts (30) des Funktionselements (20) in Anlage gebracht wird, während der vorzugsweise vorgelochte Bodenbereich (44) des Hilfsfügeteils durch Umformung mittels eines Konturenbereichs (79) der Matrize in Anlage mit der inneren Seite des divergierenden Endes des Nietabschnitts (30) des Funktionselements (20) gebracht wird und hierdurch das Funktionselement mit dem Hilfsfügeteil vernietet wird (Fig. 2; Fig. 3).
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