DE19612619C2

DE19612619C2 - Verfahren zur Herstellung einer Lochverstärkung in einem Blech mittels einer Scheibe, sowie Lochverstärkung

Info

Publication number: DE19612619C2
Application number: DE1996112619
Authority: DE
Original assignee: HECRALMAT SCHAAN FA
Current assignee: Carcoustics Liechtenstein AG
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: DE19612619A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Lochverstärkung in einem Blech mittels einer Scheibe, sowie eine Lochverstärkung mit Scheibe in einem Blech gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 4.

Derartige Lochverstärkungen werden in bekannter Weise mittels Scheiben vorgenommen, wobei es bekannt ist, eine zweiteilige Scheibe zu verwenden. Hierbei wird die obere Hälfte der Scheibe auf die Oberseite des Bleches und der untere Teil der Scheibe auf die untere Seite des Bleches einander gegenüber liegend und mit ihren Bohrungen zueinander fluchtend angeordnet, wobei dann die beiden Scheiben miteinander vernietet werden, um so eine Verbindung zwischen den beiden Scheiben und dem zwischen den beiden Scheiben aufgenommenen Blech zu bilden.

Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist es jedoch, daß man zwei getrennte Scheiben verwenden muß, die mit einem Werkzeug über das zu verstärkende Loch geführt werden müssen, um dann mit einem weiteren Verarbeitungsvorgang miteinander verbunden zu werden.

Die DE-PS 10 79 577 zeigt bereits ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung einer festen Verbindung zwischen einer Blechwand und einer mit Flansch versehenen Buchse, welche einteilig ausgebildet ist und eine ringsum laufende Ringnut aufweist, in welche der Lochrand des Bleches nach dem Verformungsvorgang formschlüssig eingreift.

Zur Herstellung dieser Verbindung zwischen Buchse und Blech wird zunächst am Lochrand des Bleches ein etwa axialer Blechhals durch plastische Verformung gebildet, danach das Blech über die Buchse derart gestülpt, daß der Blechhals am Flansch in der Ringnut zu liegen kommt und danach wird der Hals mittels eines zusätzlichen Werkzeuges in die Ringnut zur formschlüssigen Verbindung zwischen Buchse und Blech eingepreßt.

Nachteil dieser Verbindung zwischen einer Buchse und Blech ist also, daß diese Verbindung nur durch ein relativ kompliziertes Umformen des Bleches erreicht wird, wobei hierbei die Buchse selbst unverformt bleibt, wobei diese Buchse jedoch eine relativ komplizierte Außenkontur besitzt, da die Nuttiefe der Ringnut nicht konstant ist. Dadurch, daß das Blech innerhalb der Ringnut nicht vollständig umschlossen ist, sondern nur mit der Stirnseite des Lochrandes an einem entsprechenden Bund der Ringnut und am Flansch der Buchse mit dem unteren, ringsum laufenden Rand des Blechhalses ansteht, liegt eine formschlüssige Verbindung lediglich in radialer Richtung, sowie in einer axialen Richtung vor.

Bei Kraftwirkung, etwa in Richtung der Stirnseiten des Blechhalses, besteht kein reiner Formschluss zwischen der Buchse und dem Blech und es besteht hier die Gefahr, daß der Blechhals dann leicht aufgebogen wird und die Buchse mitsamt dem Flansch durch das Blechloch bzw. den Blechrand hindurch rutscht.

Zudem besteht die Gefahr, daß durch ein leichtes Zurückfedern beim Verpressen des Blechhalses in die Ringnut der Buchse nicht die vollständige Stirnseite des Bleches an den entsprechenden Anschlag in der Ringnut anliegt und somit auch die formschlüssige Verbindung hier nicht optimal ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Lochverstärkung in einem Blech mittels einer Scheibe vorzusehen, welches eine einfache Fertigung und eine optimale formschlüssige Verbindung zwischen Scheibe und Blech gewährleistet.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Loch verstärkung in einem Blech so weiterzubilden, daß sie wesentlich einfacher und betriebssicherer ausgebildet werden kann.

Zur Lösung der weiteren Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 4 gekennzeichnet.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun eine einteilige Scheibe verwendet wird, die eine ringsumlaufende, nach außen geöffnete Ringnut aufweist, welche eine axiale Breite im Bezug auf die Scheibe besitzt, die nur unwesentlich größer ist als de Dicke des Bleches und eine radiale Tiefe von mindestens der doppelten Blechdicke und das Blech in der Ringnut der Scheibe derart aufgenommen ist, daß der Lochrand des Bleches mit seiner Ober-, Unter- und Stirnseite vollständig umgriffen wird und dadurch eine allseitige, formschlüssige Verbindung zwischen Scheibe und Blech besteht.

Der Innendurchmesser der Ringnut entspricht nun etwa dem Durchmesser des zu verstärkenden Lochrandes, wobei der Außen durchmesser (Außenumfang) der einteiligen Scheibe wesentlich größer als der Bohrungsdurchmesser des zu verstärkenden Loches im Blech ist.

Auf diese Weise wird also eine Ringnut in einer einteiligen Scheibe gebildet, in welche der Lochrand des Loches ringsumlaufend eingreift und dort gehalten ist.

Um nun diesen Lochrand in diese einteilige Scheibe hineinzubringen, wird nun nach einem Verfahrensmerkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß der Lochrand in seinem Umgebungsbereich hochgebördelt wird, so daß sich das Loch im hochgehobenen Zustand (hochgebördelten Zustand) erweitert und damit der Lochrand des Blechloches etwa dem Außenumfang der einteiligen Scheibe entspricht. Auf diese Weise wird dann die einteilige Scheibe mit einem Werkzeug in Höhe dieses Lochrandes gebracht, wodurch der Lochrand dann gegenüberliegend fluchtend zu der umlaufenden Ringnut liegt.

Mit einem Werkzeug, welches von oben wirkt, wird dann der Lochrand zusammen mit dieser einteiligen Scheibe nach unten gedrückt, wodurch das Loch sich ringsumlaufend verkleinert und dann dieser ringsumlaufende Lochrand in die ringsumlaufende Nut der einteiligen Scheibe eingreift. Mit einem weiteren Druck dieses gleichen Werkzeuges wird dann die Ringnut ringsumlaufend geschlossen und verpresst, wodurch es zu einem ausgezeichneten Preßsitz und einem Haltesitz zwischen der Ringnut und dem Lochrand kommt. Die Scheibe ist somit unverschiebbar mit dem Blech verbunden.

Es reicht hierbei jedoch aus, mit Hilfe von ringsumlaufenden Körnerschlägen nicht eine ringsumlaufende Verpressung durch zuführen, sondern diese Verpressung nur an definierten Punkten vorzunehmen.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es auch vorgesehen sein, daß etwa radial ausgehend von dem Lochrand Schlitze sich in das Blech hinein erstrecken, um so einzelne, sternförmige Lappen aus dem Lochrand zu bilden. Dies ist aber nicht erforderlich, weil das erfindungsgemässe Verfahren auch mit einem ringsumlaufenden, in sich geschlossenen Lochrand funktioniert. Damit sollen jedoch nur Umgehungsformen ausgeschlossen werden.

Der Schutz der vorliegenden Erfindung bezieht sich also auch auf derartige geschlitzte Lochränder.

Die Scheibe kann hierbei aus einem Aluminiummaterial, einem Stahlmaterial, aus Kunststoff oder Kupfer, Zink oder dergleichen bestehen.

Es wird hierbei bevorzugt eine runde einteilige Scheibe verwendet, weil durch die Verpressung der umlaufenden Nut der Scheibe mit dem Lochrand eine Verdrehsicherung der Scheibe im Loch bewerkstelligt wird und hiermit nun durch die Bohrung in der Scheibe ein entsprechender Befestigungsbolzen, Schraube, Niete oder dergleichen hindurchgetrieben werden kann und so den Lochrand des Bleches einwandfrei auf einer Befestigungsfläche hält.

In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, diese Scheibe als Mutter auszubilden, die dann ein zentrales Mutterngewinde aufweist. Bei dieser Mutter ist es nicht erforderlich, den Lochrand mit der Mutter zu verpressen, weil diese dann drehbar in dem Lochrand des Bleches gehalten wird und sofort zum Aufdrehen auf ein zugeordnetes Schraubengewinde verwendet werden kann.

In einer dritten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die runde Scheibe oder die runde Mutter viereckig oder mehreckig ausgebildet ist, um entsprechend dem Lochrand im Blech angepasst zu sein, wodurch das vorher beschriebene Verfahren und die danach ausgebildete Scheibe ebenso gut funktioniert.

Ebenso kann es vorgesehen sein, daß auf der als Mutter aus gebildeten Scheibe noch zusätzlich ein Sechskantprofil angeformt ist, mit dem es nun möglich ist, diese Mutter mit einem entsprechenden Werkzeug, welches über das Sechskantprofil greift, sofort zu verdrehen, um die Mutter dann auf einen entsprechenden Dorn aufzuschrauben.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Scheiben-Lochverstärkung;

Fig. 2 Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Scheiben-Lochverstärkung;

Fig. 3 Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Mutter-Lochverstärkung;

Fig. 4 Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Scheiben-Lochverstärkung.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte, zur Lochverstärkung in einem Blech 3 eingesetzte einteilige Scheibe ist mit einer ringsumlaufenden, nach außen geöffneten Ringnut 2 sowie mit einer Bohrung 7 ausgebildet.

Der Innendurchmesser der Ringnut 2 der Scheibe 1 entspricht etwa dem Durchmesser des zu verstärkenden Lochrandes im Blech 3.

Dagegen ist der Außendurchmesser (Außenumfang) der einteiligen Scheibe 1 wesentlich größer als der Bohrungsdurchmesser des zu verstärkenden Loches im Blech 3.

In die auf diese Weise ausgebildete Ringnut 2 der einteiligen Scheibe 1 greift der Lochrand des Loches im Blech 3 ringsumlaufend ein und wird dort gehalten.

Um nun diesen Lochrand in die Ringnut 2 der einteiligen Scheibe 1 hineinzubringen, wird zunächst der Lochrand in seinem Umgebungsbereich hochgebördelt, so daß sich das Loch im Blech 3 im hochgehobenen (hochgebördelten) Zustand erweitert und damit der Lochrand des Blechloches etwa dem Außenumfang der einteiligen Scheibe 1 entspricht. Durch ein geeignetes Werkzeug wird dann die einteilige Scheibe 1 in Höhe dieses Lochrandes gebracht, wodurch der Lochrand dann gegenüberliegend fluchtend zu der umlaufenden Ringnut 2 der Scheibe 1 liegt.

In einem weiteren, von oben wirkenden Werkzeug wird anschließend der Lochrand zusammen mit der einteiligen Scheibe 1 nach unten gedrückt, wodurch das Loch sich ringsumlaufend verkleinert und dadurch der ringsumlaufende Lochrand in die Ringnut 2 der einteiligen Scheibe 1 eingreift. Mit einem weiteren Druck dieses gleichen Werkzeuges wird dann die Ringnut 2 der einteiligen Scheibe 1 ringsumlaufend geschlossen und anschließend verpreßt, wodurch es zwischen der Ringnut 2 und dem Lochrand zu einem ausgezeichneten Preß- und Haltesitz kommt.

Anstelle dieser ringsumlaufenden Verpressung ist auch eine teilweise Verpressung nur an definierten Punkten denkbar.

Das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Lochverstärkung mittels der Scheibe 1 in dem Blech 3 ist auch dann anwendbar, wenn das Loch geschlitzte Lochränder aufweist.

Die zur Lochverstärkung im Blech 3 eingesetzte Scheibe 1 besteht vorzugsweise aus einem Aluminium- oder einem Stahlmaterial bzw. aus Kunststoff oder aus Kupfer bzw. aus Zink.

Natürlich kann die Scheibe 1 auch aus anderen geeigneten Werkstoffen ausgebildet sein.

Bevorzugt wird eine runde einteilige Scheibe 1 verwendet, weil durch die Verpressung der Ringnut 2 der Scheibe 1 mit dem Lochrand eine Verdrehsicherung der Scheibe 1 im Loch erfolgt und durch die Bohrung 7 und der Scheibe 1 ein rückentsprechender Befestigungsbolzen oder eine Schraube oder dgl. hindurchgetrieben werden kann und damit eine einwandfreie Befestigung des Lochrandes im Blech auf einer Befestigungsfläche gegeben ist.

Es ist auch möglich, die Scheibe 1 als Mutter 4 mit einem zentralen Mutterngewinde mit einem Innengewinde 7 auszubilden. Bei dieser Mutter 4 ist es nicht erforderlich, den Lochrand mit der Mutter 4 zu verpressen, weil diese dann drehbar in dem Lochrand des Bleches 3 gehalten wird und sofort zum Aufdrehen auf ein zugeordnetes Schraubengewinde verwendet werden kann.

Zweckmäßigerweise kann die runde Scheibe 1 oder die runde Mutter 4 viereckig oder mehreckig entsprechend der Lochrandausbildung im Blech 3 angepaßt sein. Auch bei dieser Scheiben-/Mutternausbildung ist das vorbeschriebene Verfahren ohne Einschränkungen anwendbar.

Desweiteren kann die als Mutter 4 ausgebildete Scheibe 1 noch zusätzlich ein angeformtes Sechskantprofil 6 aufweisen, mit dem es möglich ist, die Mutter 4 mit einem entsprechenden Werkzeug, welches über das Sechskantprofil 6 greift, sofort zu verdrehen, um die Mutter 4 dann auf einen entsprechenden Dorn aufzuschrauben.

ZEICHNUNGSLEGENDE

1

Scheibe

2

Ringnut

3

Blech

4

Mutter

5

Innengewinde

6

Mehrkantprofil

7

Bohrung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Lochverstärkung in einem Blech (3) mittels einer Scheibe (1) mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen einer Scheibe (1) mit einer nach außen weisenden, umlaufenden Ringnut (2), welche eine axiale Breite im Bezug auf die Scheibe (1) besitzt, die nur unwesentlich größer ist als die Dicke des Bleches (3) und eine radiale Tiefe von mindestens der doppelten Blechdicke,
- Bereitstellen eines Bleches (3) mit einer Öffnung, die geeignet ist, die Scheibe (1) im Bereich der Ringnut (2) aufzunehmen,
- Hochbördeln des Blechs (3) bis zu einem derartigen Ausmaß, dass die Öffnung im Blech (3) ein Durchtreten der Scheibe (1) ermöglicht,
- Einführen der Scheibe (1) in die Öffnung derart, dass die Ringnut (2) sich etwa auf der Höhe des Bleches (3) befindet,
- Aufbringen einer Kraft gleichzeitig auf die Scheibe (1) und das Blech (3), die in Gegenrichtung zur Hochbördelung wirkt, und
- Entfernen dieser Kraft, sobald das Blech (3) zurückgebogen ist und hierdurch in die Ringnut (2) derart eingedrungen ist, daß der Lochrand des Bleches (3) mit seiner Ober-, Unter- und Stirnseite vollständig umgriffen wird und dadurch eine allseitige, formschlüssige Verbindung zwischen Scheibe (1) und Blech (2) entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als weiterer Schritt ein Verpressen der Scheibe (1) zum Festlegen der Scheibe (1) gegenüber dem Blech (3) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen der Scheibe (1) über deren ganzen Umfang oder nur an bestimmten Stellen vorliegt.

4. Lochverstärkung mit Scheibe (1) in einem Blech (3), insbesondere in einem Stahl- oder Aluminiumblech, wobei zur Lochverstärkung eine einteilige Scheibe (1) Verwendung findet, die mit einer ringsumlaufenden, nach außen geöffneten Ringnut (2) versehen ist, in die das Blech (3) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (2) eine axiale Breite im Bezug auf die Scheibe (1) besitzt, die nur unwesentlich größer ist als die Dicke des Bleches (3) und eine radiale Tiefe von mindestens der doppelten Blechdicke, und daß das Blech (3) in der Ringnut (3) der Scheibe (1) derart aufgenommen ist, daß der Lochrand des Bleches (3) mit seiner Ober-, Unter- und Stirnseite vollständig umgriffen wird und dadurch eine allseitige, formschlüssige Verbindung zwischen Scheibe (1) und Blech (2) besteht.

5. Lochverstärkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessungen der Ringnut (2) in der Scheibe (1) etwa denen der Öffnung in dem Blech (3) entsprechen und gleichzeitig die Außenabmessungen der Scheibe (1) größer sind als die Öffnung in dem Blech (3).

6. Lochverstärkung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (3) mit Schlitzen versehen ist, die sich von der Öffnung zur Aufnahme der Scheibe (1) ausgehend in das Blech hineinerstrecken.

7. Lochverstärkung in einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) als runde Scheibe ausgebildet ist und vorzugsweise aus einem Aluminium- oder Stahlmaterial oder aus Kunststoff, Kupfer oder Zink besteht.

8. Lochverstärkung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) viereckig, sechseckig oder in anderer, unrunder Form ausgebildet ist.

9. Lochverstärkung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) mit einer Innenbohrung (7) versehen ist.

10. Lochverstärkung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) mit einem Innengewinde versehen ist.

11. Lochverstärkung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) gegenüber dem Blech (3) drehbar ist.