DE102014009447A1

DE102014009447A1 - Verfahren zum Fügen eines ein Befestigungsteil aufweisenden Funktionselementes mit einem Blechteil

Info

Publication number: DE102014009447A1
Application number: DE102014009447.2A
Authority: DE
Inventors: Jochen Rintelmann; Matthias Egner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-12-31
Also published as: US10160074B2; CN105221528A; US20150375350A1; CN105221528B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines Funktionselementes (1) mit einem Blechteil (2), bei dem das Funktionselement (1) ein Befestigungsteil (1.1) zur Anbindung eines Bauteils an das Blechteil (2) umfasst und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Kaltumformen eines Blechteils (2), wobei mit dem Kaltumformen die für das Funktionselement (1) vorgesehene Fügeposition (2.1) mittels einer die vorgesehene Fügeposition (2.1) des Funktionselementes (1) anzeigenden Prägemarkierung (3) markiert wird, b) Fügen des Funktionselementes (1) mit dem Blechteil (2), und c) Prüfen der Fügeposition (2.1) hinsichtlich der Lage des Funktionselementes (1) innerhalb der Prägemarkierung (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ein Befestigungsteil aufweisenden Funktionselementes mit einem Blechteil.
Bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserien und Karosseriebaugruppen werden Funktionselemente verwendet, um daran weitere Komponenten oder Baugruppen zu befestigen. Diese mit Blechteilen zu fügende Funktionselemente werden in Form von Niet-, Stanz- oder Einpresselementen, Schweiß-, Reibschweiß- oder Klebeelementen, Bohr- oder Fließlochschrauben usw. eingesetzt, wobei diese Funktionselemente als Befestigungsteil für weitere Komponenten entweder einen Bolzen mit einem Außengewinde oder eine Mutter mit einem Innengewinde aufweisen. Ferner sind auch Clinch-Elemente und Clinchniet-Elemente bekannt, die als Gewindebolzen oder Mutter ausgebildet sind und mittels eines Durchsetzfügefahrens (Clinchen, Clinchnieten) mit einem Blechteil gefügt werden.
Beim Setzen eines solchen Funktionselementes an einem Blechteil muss dessen Position geprüft werden. Diese Prüfung erfolgt in der Regel nach dem Fügevorgang und erfordert ein Vermessen der Lage des gefügten Funktionselementes unter Berücksichtigung von dessen Lagetoleranz. Dies ist aufwändig und erhöht die Herstellungskosten eines solchen mit Funktionselementen gefügten Blechteils einer Karosserie.
Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die richtige Position von auf Blechteilen gesetzten Funktionselementen unter Berücksichtigung deren Lagetoleranz schnell und in einfacher Weise geprüft werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren zum Fügen eines Funktionselementes mit einem Blechteil, bei dem das Funktionselement ein Befestigungsteil zur Anbindung eines Bauteils an das Blechteil umfasst, zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

a) Kaltumformen eines Blechteils, wobei mit dem Kaltumformen die für das Funktionselement vorgesehene Fügeposition mittels einer die vorgesehene Fügeposition des Funktionselementes anzeigenden Prägemarkierung markiert wird,
b) Fügen des Funktionselementes mit dem Blechteil, und
c) Prüfen der Fügeposition hinsichtlich der Lage des Funktionselementes innerhalb der Prägemarkierung.

In überraschend einfacher Weise wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mit der Kaltumformung des mit Funktionselementen zu fügenden Blechteils auch eine Prägemarkierung für jedes Funktionselement in das Blechteil eingeformt wird, die die vorgesehene Fügeposition für jedes Funktionselement markiert, so dass nach dem Setzen der Funktionselemente deren Fügeposition optisch geprüft werden kann. Falls das Funktionselement innerhalb der Prägemarkierung gesetzt wurde, ist die Position des Funktionselementes in Ordnung, andernfalls nicht. Somit kann schnell die richtige Position der Funktionselemente geprüft werden, ohne dass eine aufwändige Vermessung erforderlich wäre. Damit wird auch das Einfahren einer Anlage, mit welcher mehrere solcher Funktionselemente gesetzt werden, zeitlich wesentlich reduziert.
Vorzugsweise wird die Prägemarkierung für das Funktionselement mittels einer geschlossenen und linienförmig die vorgesehene Fügeposition des Funktionselementes umrahmenden Prägemarkierung realisiert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Prägemarkierung als Ringnut in das Blechteil eingeformt wird, die mit einem halbkreisförmigen oder dreiecksförmigen Querschnitt realisiert werden kann.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die für das Funktionselement vorgesehene Fügeposition mittels einer segmentierten oder punktuellen die vorgesehene Fügeposition des Funktionselementes umrahmenden Prägemarkierung markiert.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Prägemarkierung unter Berücksichtigung der Lagetoleranz der Fügeposition des Funktionselementes in das Blechteil eingeformt. Damit ist es für die Prüfung der Position des Funktionselementes ausreichend, eine Sichtprüfung durchzuführen.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn der Verfahrensschritt c mittels einer optischen Prüfvorrichtung durchgeführt wird. Dies ermöglicht die automatisierte Durchführung der Prüfung der richtigen Position eines in das Blechteil gesetzten Funktionselementes.
Weiterbildungsgemäß kann das Kaltumformen gemäß Verfahrensschritt a mittels eines Tiefzieh-, Press-, oder Prägeverfahrens durchgeführt werden.
Für die Ausführung des Funktionselementes stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. So kann das Funktionselement als Einpressbolzen oder als Einpressmutter ausgeführt werden, wobei der Einpressbolzen als Befestigungsteil einen Gewindebolzen aufweist und die Einpressmutter ein Innengewinde zur Verfügung stellt. Entsprechend ist es auch möglich, das Funktionselement als Stanzbolzen oder als Stanzmutter, als Nietbolzen oder Nietmutter, als Clinchbolzen oder als Clinchmutter, als Clinchnietbolzen oder als Clinchnietmutter, als Schweiß-, oder Reibschweißelement, als Klebeelement, als Bohr- oder Fließlochschraube usw. auszubilden. Die entsprechenden Fügeverfahren für diese unterschiedlichen Ausführungen des Funktionselementes sind dem Fachmann bekannt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einem auf einem Blechteil 2 gesetzten Funktionselement 1.
In dieser 1 ist lediglich ein Ausschnitt eines Blechteils 2 dargestellt, wobei im Bereich dieses Ausschnittes innerhalb einer von einer Prägemarkierung 3 linienförmig umrahmten Fügeposition 2.1 das als Clinchniet-Bolzen ausgebildete Funktionselement 1 gesetzt ist.
Im Rahmen der Kaltumformung des Blechteils 2 wird auch die Prägemarkierung 3 in das Blechteil 2 unter Berücksichtigung der Lagetoleranz des Funktionselementes 1 eingeformt, die als Ringnut bzw. als Prägering mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist. Der Bereich 2.1 innerhalb dieser Prägemarkierung 3 wird als Fügeposition für das nachfolgende Setzen des Funktionselementes 1 vorgegeben.
In einem nachfolgenden Prozessschritt wird das Funktionselement 1 in das Blechteil 2 gesetzt bzw. eingeformt. Aufgrund der eingeformten Prägemarkierung 3 kann visuell festgestellt werden, ob das Funktionselement 1 richtig positioniert, also innerhalb der vorgegebenen Fügeposition 2.1 gesetzt wurde. Nach 1 befindet sich dieses Funktionselement 1 innerhalb der Ringnut 3, die Position des Funktionselementes 1 ist damit richtig.
Diese Kontrolle der Position des in das Blechteil 2 gesetzte Funktionselementes kann mittels einer optischen Einrichtung automatisiert durchgeführt werden.
Die in 1 dargestellte Prägemarkierung 3 kann anstelle einer Ringnut mit halbkreisförmigen Querschnitt auch mit einer Ringnut mit dreiecksförmigem Querschnitt realisiert werden.
Die Prägemarkierung 3 kann auch segmentiert oder punktuell realisiert werden, bspw. durch Nutsegmente oder Prägepunkte, die kreisförmig die Fügeposition umrahmen.
Ferner können auch anstelle einer Prägemarkierung 3 mit einer kreisförmigen Kontur andere geometrische Formen, wie bspw. eine rechteckförmige Kontur eingesetzt werden.
Das Funktionselement 1 umfasst ein Befestigungsteil 1.1, über welches ein weiteres Bauteil an das Blechteil 1 angebunden werden kann. Dieses Befestigungsteil 1.1 dient als Rastverbindung und umfasst einen zylindrischen Abschnitt 1.10, der an einem Ende in einem Flansch 1.11 endet und gegenüberliegend in einen auf dem Blechteil 2 anliegenden Anlageflansch 1.12 übergeht.
Dieses Funktionselement 1 kann auch mit einem Gewindebolzen als Befestigungsteil 1.1 oder als Mutter mit einem Innengewinde als Befestigungsteil 1.1 ausgebildet sein.
Als Fügetechnik des Funktionselementes 1 mit dem Blechteil 2 stehen unterschiedliche Fügetechnologien zur Verfügung. Neben der Ausbildung des Funktionselementes als Clinchniet-Bolzen oder Clinchniet-Mutter kann das Funktionselement als Einpressbolzen mit einem Gewindebolzen als Befestigungsteil oder mit einer Einpressmutter ausgeführt werden. Entsprechend ist es auch möglich, das Funktionselement als Stanzbolzen oder als Stanzmutter, als Nietbolzen oder Nietmutter, als Clinchbolzen oder als Clinchmutter, als Schweiß- oder Reibschweißelement, als Klebeelement, als Bohr- oder Fließlochschraube usw. auszubilden. Die entsprechenden Fügeverfahren für diese unterschiedlichen Ausführungen des Funktionselementes sind dem Fachmann bekannt.
Bezugszeichenliste

1: Funktionselement
1.1: Befestigungsteil des Funktionselementes 1
1.10: zylindrischer Abschnitt des Befestigungsteils 1.1
1.11: Flansch des Befestigungsteils 1.1
1.12: Anlageflansch des Befestigungsteils 1.1
2: Blechteil
2.1: Fügeposition des Funktionselementes 1
3: Prägemarkierung, Ringnut

Claims

Verfahren zum Fügen eines Funktionselementes (1) mit einem Blechteil (2), bei dem das Funktionselement (1) ein Befestigungsteil (1.1) zur Anbindung eines Bauteils an das Blechteil (2) umfasst und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Kaltumformen eines Blechteils (2), wobei mit dem Kaltumformen die für das Funktionselement (1) vorgesehene Fügeposition (2.1) mittels einer die vorgesehene Fügeposition (2.1) des Funktionselementes (1) anzeigenden Prägemarkierung (3) markiert wird, b) Fügen des Funktionselementes (1) mit dem Blechteil (2), und c) Prüfen der Fügeposition (2.1) hinsichtlich der Lage des Funktionselementes (1) innerhalb der Prägemarkierung (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Funktionselement (1) vorgesehene Fügeposition (2.1) mittels einer geschlossenen und linienförmig die vorgesehene Fügeposition (2.1) des Funktionselementes (1) umrahmenden Prägemarkierung (3) markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägemarkierung als Ringnut (3) in das Blechteil (2) eingeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Funktionselement (1) vorgesehene Fügeposition (2.1) mittels einer segmentierten oder punktuellen die vorgesehene Fügeposition (2.1) des Funktionselementes (1) umrahmenden Prägemarkierung (3) markiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägemarkierung (3) unter Berücksichtigung der Lagetoleranz der Fügeposition (2.1) des Funktionselementes (1) in das Blechteil (2) eingeformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt c mittels einer optischen Prüfvorrichtung durchgeführt wird.
Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltumformen gemäß Verfahrensschritt a mittels eines Tiefzieh-, Press-, oder Prägeverfahrens durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Einpressbolzen oder als Einpressmutter ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Stanzbolzen oder als Stanzmutter ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Nietbolzen oder Nietmutter ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Clinchbolzen, als Clinchnietbolzen, als Clinchmutter oder als Clinchnietmutter ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Schweiß- oder Reibschweißelement ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Klebeelement ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (1) als Bohr- oder Fließlochschraube ausgebildet wird.