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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Bauteilen an
umfänglich
geschlossenen Hohlprofilen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung dazu gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 5.
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Ein
gattungsgemäßes Verfahren
sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus der
DE 196
18 626 C2 bekannt. Dabei werden Halter an einem Hohlprofil
in der Weise festgelegt, dass sowohl Halter wie Hohlprofil in Gravuren
eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges eingelegt werden und anschließend das
Hohlprofil mittels eines fluidischen Innenhochdruckes beaufschlagt
wird. Unter diesem Druck fließt das
Hohlprofilmaterial radial nach außen und an der Stelle des Halters
konturgetreu um an diesem ausgebildete mit Hinterschnitt versehene
Wandungen, so dass sich zwischen dem Halter und dem Hohlprofil eine
formschlüssige
Verbindung einstellt. Die beschriebene Befestigung des Halters am
Hohlprofil ist jedoch ausschließlich
im aufgeweiteten Bereich zwischen den die Enden des Hohlprofiles
verschließenden
axialen Dichtstempeln möglich.
Des Weiteren ist die Flexibilität
des Verfahrens dahingehend eingeschränkt, dass die Gravurkontur
des Umformwerkzeuges die Form und Stelle der Verbindung fest vorgibt,
so dass bei unterschiedlichen Anforderungen an Lage und Art der
formschlüssigen
Befestigung jeweils unterschiedliche Werkzeuge erforderlich sind. Dies
ergibt einen hohen apparativen Aufwand und Invest.
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Die
EP 0 823 296 A2 beschreibt
ein Verfahren, bei dem ein Durchsetzfügen eines Rohres und einer
Rippe mittels eines Stempels und einer Matrize stattfindet. Dabei
liegt nach Spalte 4, Zeilen 23–31 eine
Unterseite des Rohres auf der Matrize, während die Rippe anscheinend
gemäß
4 auf
der Unterseite des Rohres liegt. Bei der Verwendung der Matrize
erfahren die Wandungen der Bauteile durch den in die Ausnehmung
eintauchenden Stempel erst einen Zug in Form einer freien Umformung
bis die Wandungen an die Kontur der Ausnehmung gedrückt werden.
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Weiterhin
beschäftigt
sich die
EP 0 749 892 A1 mit
der Verbindung zweier Hohlprofile durch IHU. Hierbei wird durch
eine erste Ausformung eines ersten Hohlprofils eine rinnenförmige Aufnahme
in einem ersten IHU-Werkzeug geschaffen. In einem IHU-Werkzeug wird dann
das zweite Hohlprofil zu dem ersten ausgeformten gelegt, wonach
das zweite Hohlprofil durch IHU aufgeweitet wird. Bei dieser Aufweitung
verformt sich das zweite Hohlprofil in die werkzeuggestützte Aufnahme
des ersten Hohlprofils hinein, wodurch sich je nach Ausgestaltung
der Aufnahme ein hinterschnittener Formschluss der Hohlprofile ergeben
kann.
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In
der
DE 100 48 005
A1 ähnlich
wie in der
DE 199
18 516 A1 ist die Verbindung zweier flächiger aufeinander liegender
Bauteile beschrieben, wobei deren Wandungen an einer Stelle mittels
eines von außen
wirkenden Druckfluides in eine hinterschnittene Matrizenaufnahme
hineingepresst werden und somit einen unlösbaren Formschluss erhalten.
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Schließlich geht
es in der
DE 197 20
867 C1 um das Zurückstauchen
eines Hohlteils, wobei anliegende flächige Bauteile verklemmt werden.
Das Hohlteil wird vorher durch eine Öffnung der flächigen Bauteile
durchgesteckt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren
bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung
dahingehend weiterzubilden, dass eine sichere Befestigung des Bauteils
am Hohlprofil in einfacher Weise unabhängig von der Stelle der Befestigung
ermöglicht
wird.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Verfahrens
und jeweils durch die Merkmale der Patentansprüche 5 sowie 9 hinsichtlich
der Vorrichtung gelöst.
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Dadurch,
dass die aneinanderliegenden Wandungen von Hohlprofil und Bauteil
mit Hilfe eines Druckmittels lokal von einem äußeren Druck beaufschlagt und
dabei in das Innere des Hohlprofites unter Bildung einer doppelwandigen
Einbuchtung eingedrückt
werden, wird eine Verklemmung der Wandungen erreicht, die eine sichere
Befestigung des Bauteils am Hohlprofil gewährleistet. Dieses Eindrücken ist
axial und radial an jeder Stelle des Hohlprofiles möglich und
ist losgelöst
von bestimmten Konturformen der Aufnahme des Hohlprofiles und des Anbauteils,
so dass nicht nur die Aufnahme, sondern der gesamte Vorrichtungsbau
in einfachster Weise gestaltet werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine produktionssichere und praktikable einfache Befestigungsmöglichkeit
für sonst nicht
prozesssicher miteinander zu verbindende Hohlprofile, insbesondere
innenhochdruckumgeformte Hohlprofile mit Anbauteilen oder mit anderen, gegebenenfalls
in gleicher Weise hergestellten Hohlprofilen angeboten.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung können
den Unteransprüchen
entnommen werden; im übrigen
ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele nachfolgend
näher erläutert; dabei
zeigt:
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1 in
einem seitlichen Längsschnitt
ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem in
ein Hohlprofil eingeführten
Dorn und einem von außen
auf die Wandungen von Hohlprofil und Bauteil verfahrbaren Stempel,
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2 in
einem Querschnitt ausschnittsweise die Vorrichtung von 1 in
Eindrücklage
des Stempels mit hinterschnittener Ausnehmungsform des Dorns,
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3 in
einem seitlichen Längsschnitt
einen spreizbaren Stempel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 in
einem seitlichen Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem Stempel in der Eindrückphase
und mit einem in Eindrücklage aufgespreizten
Stempel aus 3,
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5 in
einem seitlichen Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem zweigeteilten Dorn und einem fluiden Druckmittel für die Eindrückung,
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6 in
einem seitlichen Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem zweigeteilten Dorn mit Quetschwirkung auf das Wandungsmaterial
der zu verbindenden Wandungen,
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7 in
einem seitlichen Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem in das Hohlprofil eingeführten elastischen Balg.
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In 1 ist
eine Vorrichtung 1 zur Befestigung von einem Bauteil 2 an
einem umfänglich
geschlossenen Hohlprofil 3 dargestellt. Das Hohlprofil 3 und
das Bauteil 2 sind in einer hier nicht näher gezeigten
Aufnahme gehalten, wobei deren zu fügenden Wandungen 4 und 5 aneinander
liegen. Hierbei ist es für
das Fügeverfahren
und für
eine vereinfachte Gestaltung der Aufnahme günstig, wenn die Wandung 5 des
Bauteils 2 konturgerecht an die Wandung 4 des
Hohlprofiles 3 angepasst ist. Die Wandung 5 des
ebenen Bauteils 2 wird hier durch einen rechtwinklig abstehenden
Flansch gebildet. Zum Fügen wird
nun ein metallischer Dorn 6 der Vorrichtung 1 in das
Hohlprofil 3 geschoben, an dessen Umfang eine in Schieberichtung
offene Ausnehmung 7 ausgebildet ist. Die axiale Öffnung der
Ausnehmung 7 gewährleistet
ein einfaches Herausziehen des Dornes 6 nach erfolgtem
Fügevorgang.
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Diese
Ausnehmung 7 kommt an der Stelle der zu fügenden Wandungen 4 und 5 zu
liegen. Alsdann wird ein das erfindungsgemäße lokal außerhalb des Hohlprofiles 3 angeordnete
Druckmittel bildender Stempel 8 der Ausnehmung 7 gegenüberliegend
von außen
unmittelbar auf die Wandung 5 und mittelbar auf die anliegende
Wandung 4 gemäß Pfeilrichtung durch
einen rückseitig
mit dem Stempel 8 verbundenen hydraulischen, pneumatischen,
elektromotorischen, elektromagnetischen oder mechanischen Antrieb
verfahren. In weiterführender
Bewegung drückt der
massive zylindrische Stempel 8 die Wandungen 4 und 5 in
die Ausnehmung 7 hinein, die damit eine Matrizengravur
des als Matrize dienenden Dorns 6 bildet.
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Obschon
hierbei eine bestimmte formschlüssige
Verklemmung der Wandungen 4 und 5 erreicht wird,
ist es günstig,
wenn die Wandungen 4 und 5 durch den Stempel 8 derart
in die Ausnehmung 7 hineingepresst werden, dass diese an
der Ausnehmungswandung 9 angepresst werden um die Verklemmung
nach Art eines Presssitzes zu verbessern (2) und zuzüglich zum
Formschluss einen Reibschluss zu erreichen, der die Wandungen 4 und 5 sicherer,
d. h. schwerer lösbar
aneinander hält.
Hierbei liegt die ausnehmungsnächste
Wandung 4 des Hohlprofiles 3 an der Ausnehmungswandung 9 konturgerecht
an. Die beim Verpressen ausgebildete doppelwandige Einbuchtung 10 kann
im wesentlichen geradlinige Mantellinien aufweisen. Die Ausnehmung 7 kann
jedoch auch mit hinterschnittenen Flächen ausgebildet sein, insbesondere
nach Art eines Schwalbenschwanzes 11. Dadurch werden aufgrund
des von der Ausnehmungswandung 9 vom Inneren 12 des
Hohlprofils 3 aus ausgeübten
Gegendruckes beim Eindrücken
und Verpressen der Wandungen 4 und 5 in der Ausnehmung 7 an
den Wandungen 4 und 5 Hinterschnitte 13 und 14 ausgeformt.
Aufgrund dessen wird die Wandung 5 des Bauteils 2 in
der Wandung 4 des Hohlprofils 3 radial unlösbar verankert 5.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird das Bauteil 2 mit seiner Wandung 5 außen an der
Hohlprofilwandung 4 befestigt. Es ist jedoch im Rahmen der
Erfindung genauso möglich,
das die Wandung 5 des Bauteils 2 innerhalb des
Hohlprofiles 3 zu platzieren und an dessen Wandung 4 innenseitig
zu befestigen. Der Dorn 6 muss dafür lediglich in seinem Durchmesser
reduziert werden. Mit der obigen Variante ist es in einfacher Weise
möglich,
das Bauteil 2 auch am Umfang der Enden des Hohlprofiles 3 – im Extremfall
unter Miteinbeziehung der Abschlusskante des Hohlprofiles 3 – zu befestigen,
was mit anderen Verfahren, insbesondere mit dem im aufgezeigten
Stand der Technik dargestellten Verfahren nicht oder nur schwer
möglich
ist. Es ist ferner denkbar, anstatt der zylindrischen Ausbildung
des Stempels 8 eine Stempelgestaltung zu verwenden, bei
der die in das Innere 12 des Hohlprofiles 3 eindringende
Stempelspitze spatelartig ausgebildet ist. Wird der Stempel 8 nun
mit den Wandungen 4 und 5 in die Ausnehmung 7 hineingedrückt, füllen diese
in axialen Endstellung des Stempels 8 die Form der Ausnehmung 7 nicht
voll aus. Durch Drehung des Stempels 8 in der axialen Endstellung
um 90° wird
das Wandungsmaterial der Wandungen 4 und 5 derart
in die Ausnehmung 7 gepresst, dass diese gänzlich ausgefüllt wird und
sich eine konturtreue Abformung der Wandungen 4, 5 entsprechend
der Ausnehmungsform ergibt. Anschließend wird der Stempel 8 um
90° zurückgedreht
und kann dann in einfacher Weise aus der Ausnehmung 7 und
der Wandungseinbuchtung 10 herausgefahren werden. Durch
den erreichten vollständigen
Formschluss der Wandungen 4, 5 in der Ausnehmung 7 wird
der gewünschte
Hinterschnitt an diesen optimal ausgeformt, wodurch die Verklammerung
der Wandungen 4, 5 ineinander und damit der Halt
aneinander vergrößert wird.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
nach 3 und 4 wird eine vorteilhafte Variante
der Erfindung aufgrund ihrer einfachen Gestaltung wiedergegeben.
Dabei bildet die Aufnahme ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug 15,
in das ein oder mehrere axial voneinander beabstandete Stempel 8 integriert
sind, die in Führungen 16 gemäß des vertikalen
Doppelpfeils verschiebbar sind. Denkbar ist zwar, dass der Stempel 8 in
seiner ersten Phase, in der er die Wandungen 4 und 5 in
das Innere 12 des Hohlprofiles 3 drückt, gegen
Atmosphärendruck
im Hohlprofil 3 arbeitet, wonach dort ein fluidischer Innenhochdruck
aufgebaut wird (4, I).
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Verfahrensökonomischer
und taktzeitverringernd ist es jedoch, wenn das Hohlprofil 3 unter
Innenhochdruck steht, während
der Stempel 8 die Wandungen 4 und 5 eindrückt. Der
Gegendruck, der im vorhergehenden Ausführungsbeispiel durch den Kontakt
mit der Ausnehmungswandung 9 dem Stempel 8 und
den Wandungen 4 und 5 zur Ausformung entgegengebracht
wurde, wird hier von dem Innenhochdruck geleistet. Aufgrund der
auf die Stirnfläche 17 der
Einbuchtung 10 wirkenden Kräfte des Innenhochdruckes und
der Stempels 8 kommt es dort zu einer Materialverdrängung des
unter dem Innenhochdruck fließfähig gewordenen
Hohlprofil- und Bauteilmaterials zur Seite hin. Die Stirnfläche 17 dünnt sich
demzufolge aus, was zu einer Materialansammlung von Hohlprofil- und Bauteilmaterial
im Kantenbereich 18 der Stirnfläche 17 führt. Dies
hat die Auswirkung, dass sich allseitig in diesem Bereich 18 hinterschnittene
Flächen
in der Einbuchtung 10 ausbilden, so dass sich gegenüber dem
vorhergehenden Ausführungsbeispiel
in verbesserter Form eine in jeder Richtung (axial und radial) unlösbare Verbindung
nach Art des Durchsetzfügens
ergibt.
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Eine
verstärkte
Ausprägung
der hinterschnittenen Flächen
wird durch die Verwendung eines Stempels 8 gemäß 3 erzielt,
der an seinem hohlprofilzugewandten Ende 19 aufspreizbar
ist. Dieser weist einen mittigen axialen Kanal 20 auf,
der sich zum hohlprofilzugewandten Ende 19 hin verjüngt und dort
endet. Im Bereich der Verjüngung
ist der Stempel 8 je nach Elastizität des Materials des Stempels 8 oder
seiner Wandstärke
zumindest an einer Umfangsstelle mit einem axialen Schlitz 21 zum
Ziele der Spreizbarkeit bzw. der Aufweitbarkeit des Endes 19 versehen,
der über
seine gesamte Länge
den Kanal 20 anschneidet. Im Kanal 20 ist ein
Stift 22 gemäß des Doppelpfeils
verschiebbar geführt,
wobei der Stift 22 an seinem unteren Ende 23 Keilflächen 24 aufweist,
mittels derer er beim Absenken durch die Verjüngung des Stempelkanals 20 mit
den Kanalwänden
in Kontakt gerät
und die geschlitzten Segmente des Endes 19 auseinander
treibt. Dadurch wird sowohl das Hohlprofil- als auch das Bau teilmaterial
der Einbuchtung 10 in der Eindrückendlage des Stempels 8 im
Bereich der Stirnfläche 17 gemäß den beiden
Pfeilen radial auseinandergedrückt,
wodurch die hinterschnittenen Flächen
vergrößert werden (4,
II). Hierdurch wird der Formschluss zwischen den Wandungen 4 und 5 und
damit deren Verbindung untereinander verstärkt. Nach der erzielten Ausformung
des gewünschten
Hinterschnittes wird der Stift 22 zurückgezogen, wonach sich das
Ende 19 aufgrund seiner Elastizität in seine Ausgangsposition zusammenzieht,
so dass der Stempel 8 aus der Einbuchtung 10 herausgefahren
werden kann.
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In
einer Alternative zu den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen
kann im Falle der Ausbildung der Aufnahme als Innenhochdruck-Umformwerkzeug 15 auch
ein Dorn 6 in das Hohlprofil 3 eingeschoben sein.
Hierbei kann der Dorn 6 in einer Doppelfunktion vorteilhafterweise
sowohl die Matrize für
den Stempel 8 als auch den abdichtenden Axialstempel des
Werkzeuges 15 bilden.
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Bislang
ist davon ausgegangen worden, dass das erfindungsgemäße Druckmittel
der Stempel 8 ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann das Druckmittel jedoch auch ein fluidisches Druckpolster 25 sein,
wie beispielsweise aus 5 ersichtlich ist. Dazu ist
in der Aufnahme, die hier ebenfalls ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug 26 ist,
ein Kanal 27 ausgebildet, der außerhalb der Aufnahme an einen
Druckerzeuger angeschlossen ist und in der Aufnahme an den Wandungen 4 und 5 ausmündet. Der
Kanal 27 ist im Randbereich 28 der Aufnahme neben
seiner Mündungsöffnung 29 durch
zumindest einen Dichtring 30 abgedichtet. Das Druckpolster 25 erbringt
nahezu keinen Verschleiß für die Vorrichtung 1 und
besitzt den weiteren Vorteil, dass der Druck auf die Wandungen 4 und 5 sehr
fein und schnell einstellbar und an die gewünschte Abfolge des Eindrückprozesses
kontinuierlich anpassbar ist. In das Hohlprofil 3 wird
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
nach 5 ein Dorn 31 mit geringem Spiel eingeführt. Um im
Kantenbereich 18 der Stirnfläche 17 allseitig hinterschnittene
Flächen
in der Einbuchtung 10 auszubilden, ist die Ausnehmung 32 des
Dorns 31 muldenförmig – also ringsum
geschlossen – mit
schwalbenschwanzartigem Querschnitt ausgebildet. Durch das Druckpolster 25 werden
nun die Wandungen 4 und 5 bis zur Anlage der Ausnehmungswandung 33 in
die Ausnehmung 32 hineingepresst, wobei zur konturgetreuen
Abformung der Wandungen 4 und 5 an der Ausnehmungsform
die Flexibilität
des Druckfluides zugute kommt, welches dabei entgegen der eingeschränkten Bewegungsmöglichkeit
eines in sich starr geformten Stempels dem Eindrückfortschritt in alle Richtungen
folgen kann. Das Eindrücken
erfolgt somit unmittelbar durch das gespannte fluidische Druckmedium.
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Um
nach erfolgter Ausformung der Einbuchtung 10 den Dorn 31 unter
Freigabe der hinterschnittenen Flächen aus dem Umformwerkzeug 26 zu
entnehmen, ist der Dorn 31 in zwei Teile 34 und 35 quer zur
Längserstreckung
des Dornes 31 geteilt. Jeder Teil 34 und 35 weist
dabei einen Abschnitt der Ausnehmung 32 auf, der jeweils
an der Stirnseite 36 jedes Teils 34 und 35 ausgebildet
ist, so dass sich bei Anlage beider Stirnseiten 36 aneinander
die vollständige
Ausnehmung 32 ergibt. Um die Anlage der beiden Teile 34 und 35 aneinander
während
des Eindrückvorganges
zu sichern, ist es zweckmäßig, die beiden
Teile 34 und 35 miteinander zu verschrauben. Nach
der Ausformung der Einbuchtung 10 wird dann die Verschraubung
gelöst
und die beiden Teile 34 und 35 in entgegengesetzte
Richtung aus dem Hohlprofil 3 bzw. dem Umformwerkzeug 26 gezogen.
Alternativ können
auch die Teile 34 und 35 von Hydraulikzylindern
angetrieben und in Endstellung innerhalb des Hohlprofiles 3 sicher
gehalten sein. Dies ist gegenüber
der Verschraubung zwar sehr taktzeitsparend, jedoch apparativ sehr
aufwendig. Des weiteren ist es alternativ denkbar, die Teile 34 und 35 in
einfacher Weise durch eine äußere bedarfsweise
schnell lösbare
Klemmvorrichtung nach Erreichen der Endstellung aneinander zu halten.
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Zur
Beschleunigung der Ausformung der hinterschnittenen Flächen und
zur verbesserten gleichmäßigen Ausfüllung der
Radien der Ausnehmung 32 und damit zur Erzielung einer
optimal formschlüs sigen
Verbindung zwischen den Wandungen 4 und 5 weist
der Dorn 31 einen axialen Fluidkanal 37 auf, von
dem ein Radialkanal 38 abzweigt, der in der Ausnehmung 32 an
deren Grund 39 ausmündet.
Die Kanäle 37 und 38 können allein
in einem der Teile 34 oder 35 verlaufen oder – wie in 5 gezeigt – hinsichtlich
des Kanals 37 den Teil 34 durchsetzen und im Teil 35 auslaufen
und hinsichtlich des Kanals 38 durch eine Aussparung an
beiden Stirnseiten 36 der Teile 34 und 35 gebildet
sein. Durch Einleiten eines fluidischen Hochdruckes über die
Kanäle 37 und 38 werden
die Wandungen 4 und 5 beim Eindrücken fließfähig, so
dass sich diese getrieben vom Druckpolster 25 in den Eckbereichen
der Ausnehmung 32 an deren Wandung anschmiegen können. Die
geschilderte Variante kann aufgrund ihres lokal begrenzt wirkenden
Fluiddruckes auch dort zum Einsatz kommen, wo eine anderweitige
Verformung des Hohlprofiles 3 unerwünscht ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Variante wird im Ausführungsbeispiel nach 6 gezeigt.
Im Unterschied zur Variante aus 5 weist
die Ausnehmungswandung 33 der Teile 34 und 35 im
Längsschnitt
gesehen hinterschnittene Flächen 41 auf.
Anstatt des Druckpolsters 25 kann – wie auch bei der Variante
der 5 – ein
hohler oder massiver Stempel verwandt werden. Um das Wandungsmaterial
der Wandungen 4, 5 in die Ausnehmung 32 so
hineinzupressen, dass dieses an den hinterschnittenen Flächen 41 zur
konturgetreuen Anlage kommt, wird zuerst vom Druckpolster 25 oder
vom Stempel 8 eine Einbuchtung geringer Tiefe in den beiden
Wandungen 4 und 5 erzeugt. Die beiden Teile 34 und 35 befinden
sich zu dieser Zeit mit ihren Stirnseiten 36 noch voneinander
beabstandet. Nach der Erzeugung der Einbuchtung werden nun die beiden
Teile 34 und 35 gemäß den Pfeilrichtungen aufeinander
zu verfahren, wobei die die hinterschnittene Flächen 41 tragenden
keilförmigen
Abschlusskanten 42 der Teile 34, 35 das
Wandungsmaterial der Wandungen 4, 5 mitnehmen
und verquetschen. In dieser Quetschbewegung legt sich das Wandungsmaterial
in einfacher Weise an den hinterschnittenen Flächen 41 an, bis die
beiden Stirnseiten 36 aneinander zur Anlage kommen. Um
dies prozesssicher abfolgen zu lassen, so dass kein Wandungsmaterial
zwischen die Stirnseiten 36 gerät, ist darauf zu achten, dass
entweder die Einbuchtung klein genug ist, wenn die Teile 34, 35 aufeinander
zuzufahren beginnen, oder der Grund 39 der Ausnehmung 32 muss
zumindest so tief sein, dass das Wandungsmaterial der Einbuchtung 10 erst dann
am Grund 39 zur Anlage kommt, wenn die Stirnseiten 36 der
Teile 34, 35 aneinander anliegen. Die geschilderte
Verfahrensvariante hat zum Vorteil, dass für die Ausbildung der Einbuchtung 10 Wandungsmaterial
durch die Teile 34, 35 axial nachgeschoben wird,
so dass schadensträchtige
Abstreckungen verhindert werden. Des weiteren stellt die Variante
aufgrund der aktiven axialen Einwirkung der Teile 34, 35 auf
das Wandungsmaterial eine Methode dar, wie in schneller Weise eine
nahezu vollständig formschlüssige Verbindung
zweier Wandungen 4, 5 mit hinterschnittenen Flächen 41 erreicht
werden kann.
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In
einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel nach 7 kann
das Bauteil 2 auch als Hohlprofil ausgebildet sein, wobei
dieses vor dem Befestigen mit dem Hohlprofil 3 zusammengesteckt wird.
In das hier innenliegende Hohlprofil 3 kann – wie in
diesem Ausführungsbeispiel
nach 7 gezeigt – ein
schlauchartiger elastischer Balg 40 eingeführt sein,
der das Hohlprofil 3 während
des Eindrückvorganges
durch den Stempel 8 innenseitig abstützt, wobei innerhalb des Balges 40 ein
fluidischer Innenhochdruck ausgeübt
wird, der zum einen das Hohlprofil 3 mitsamt dem rohrförmigen Bauteil 2 aufweitet
und in Zusammenwirkung mit dem Stempel 8, wie schon im
Ausführungsbeispiel
der 3 und 4 beschrieben, die hinterschnittenen
Flächen der
Einbuchtung 10 ausbildet. Der Balg 40 bildet somit
einen Teil einer Matrize, die zusätzlich aus dem Druckmedium
selbst besteht, in die die Wandungen 4 und 5 hineinpreßbar sind.
Durch den Balg 40 wird erreicht, dass das Hohlprofil 3 nicht
vom Druckmedium benetzt wird, was für leicht korrodierbare Materialien günstig ist.
Des weiteren wird durch den Balg 40 verhindert, dass bei
einer etwaigen Rissbildung in der Einbuchtung 10, Druckfluid
unkontrolliert nach außen dringt
und für
einen unerwünschten
Druckabfall sorgt, der eine prozesssichere Ausformung hinterschnittener
Flächen
untergraben würde.
Anstelle des Balges 40 kann die Vor richtung 1 eine
Membran beinhalten, die beispielsweise am Axialstempel befestigt
ist.
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Für eine weitere
Verstärkung
der Verbindung der Wandungen 4 und 5 können diese
vor ihrem Anordnen zueinander mit einem Klebstoff bestrichen oder
beschichtet werden, wobei nach der Ausbildung der doppelwandigen
Einbuchtung 10 die Klebfähigkeit des Klebstoffes vorzugsweise
durch Wärmebehandlung
aktiviert wird. Alternativ hierzu können die Wandungen 4 und 5 auch
mit einem Lot beschichtet werden, welche nach der Ausformung der
Einbuchtung 10 durch Wärmebehandlung
des Lotes und des Bauteiles 2 und des Hohlprofiles 3 in
einem Ofen miteinander verlötet
werden.
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Das
Hohlprofil 3 selbst kann aus einem gezogenen Rohrrohling
oder einer gerollten und anschließend längsnahtgeschweißten Platine
gefertigt sein. In gleicher Weise sind Strangpress- oder Walzprofile denkbar.
Es kann jedoch ebenso aus zwei aufeinanderliegenden Platinen mittels
fluidischen Innenhochdruckes ausgeformt werden, wobei die Eindrückung in
verfahrensökonomischer
Weise während
oder nach der Innenhochdruckumformung der Platinen erfolgen kann.
Das Hohlprofil 3 kann entsprechend der Rohrrohlingsform
einen kreisrunden Querschnitt besitzen oder auch andere Querschnittsformen
besitzen, die durch Abplatten, Falten und Quetschen o. ä. erreicht
werden können.
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Im übrigen kann
die Einbuchtung 10 auch ringnutartig das Bauteil 2 und
das Hohlprofil 3 umlaufen. Als Druckmittel ist dabei das
Druckpolster 25 sowie ein segmentierter Ringstempel denkbar,
der Bauteil 2 wie auch Hohlprofil 3 umfasst.
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Des
weiteren sei an dieser Stelle noch ein zusätzlicher Vorteil der Ausführungsbeispiele
nach 4 und 7 erwähnt. Durch den Innenhochdruck
wird nämlich
erreicht, dass sich beim Eindrücken
der Wandungen 4, 5 mittels des Stempels 8 oder
des Druckpolsters 25 im an die Einbuchtung 10 angrenzenden
Randbereich aufgrund der im Hohlprofil 3 allseitig wirkenden
Abstützung
des Innenhochdruckes keine einsenkenden Verformungen mit großen Biegera dien
ausbilden, die der Maßhaltigkeit der
Außenkontur
des Hohlprofiles 3 entgegenstehen. Somit bleibt der Konturverlauf
beim Eindrücken
unberührt,
was unter anderem optischen Ansprüchen an den Zusammenbau des
Hohlprofiles 3 an das Bauteil 2 genügt.