DE2707224A1 - Verfahren zum befestigen eines elements mit einem boden und einem einstueckig mit diesem verbundenen zapfen, der durch eine ausnehmung eines anderen bauteils greift - Google Patents

Verfahren zum befestigen eines elements mit einem boden und einem einstueckig mit diesem verbundenen zapfen, der durch eine ausnehmung eines anderen bauteils greift

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DE2707224A1 DE19772707224 DE2707224A DE2707224A1 DE 2707224 A1 DE2707224 A1 DE 2707224A1 DE 19772707224 DE19772707224 DE 19772707224 DE 2707224 A DE2707224 A DE 2707224A DE 2707224 A1 DE2707224 A1 DE 2707224A1
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Description

  • Verfahren zum Befestigen eines Elements mit einem Boden
  • und einem einstückig mit diesem verbundenen Zapfen, der durch eine Ausnehmung eines anderen Bauteils greift Zusammenfassung Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, das zum Befestigen eines Elements an einem anderen Bauteil dient. Das Element hat einen Boden, an dem ein einstückig mit ihm verbundener Zapfen angeordnet ist, welcher durch eine Ausnehmung des anderen Bauteils greift und mit seinem freien Ende auf der von dem Boden abgewandten Seite des anderen Teils mit einer nietkopfartigen Verformung versehen wird.
  • Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Befestigungsverfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches Verfahren bekannt, bei dem das Element an das andere Bauteil angenietet ist. Während des Nietvorgangs wird zwar ein fester Sitz des Bauteils am anderen Element erreicht, doch danach kann eine gewisse Lose zwischen diesen Teilen auftreten, weil der gebildete Nietkopf geringfügig zurückfedern kann.
  • Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nach dem Nietvorgang noch eine Restspannung zwischen dem Bauteil und dem anderen Element vorhanden ist, durch welche die beiden Teile gegeneinander gezogen werden, so daß sie fest miteinander verbunden sind.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Befestigungsverfahrens möglich.
  • Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein an ein Ühertragungsgestänge einer Wischvorrichtung für Kraftfahrzeugscheiben zu nietendes Lagerelement in einem geöffneten Nietwerkzeug, teilweise geschnitten, Figur 2 einen Schnitt durch das an dem Übertragungsgestänge befestigten Lagerelement und Figur 3 ein Spannungsdiagramm, in welchem die jeweilige Anpreßspannung zwischen dem Übertragungsgestänge und dem Lagerelement während der einzelnen Verfahrensschritte dargestellt ist.
  • Beschreibung der Erfindung In Figur 1 ist ein Werkzeug dargestellt, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Das krkzeug besteht aus drei Einzelteilen, von denen das eine ein Prägewerkzeug 10 bildet. Das zweite Werkzeugteil ist eine Auflageplatte 12, welche über dem Prägewerkzeug 10 angeordnet ist. Wiederum über der Auflageplatte 12 befindet sich ein Nietwerkzeug 14. Die Werkzeugteile 10, 12 und 14 sind so angeordnet, daß sie aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. In einer in Figur 1 dargestellten Ausgangsposition sind das Prägewerkzeug 10 und die Auflageplatte 12 so weit voneinander entfernt, daß ein an einem Bauteil 16 zu befestigendes Element 18 zusammen mit dem Bauteil 16 zwischen das Prägewerkzeug 10 und die Auflageplatte 12 eingebracht werden kann. Das Bauteil 16 ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel durch ein Übertragungsgestänge einer Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen gebildet, während das Element 18 ein Kunststofflager für einen in diesem geführten Gelenkzapfen ist. Das Lagerelement 18 weist eine Bodenplatte 20 auf, an welche einstückig Befestigungszapfen 22 angeformt sind. Die Befestigungszapfen 22 des Lagerelements 18 stecken in Ausnehmungen 24 des Gestängeteils 16 und ragen mit ihrem freien Ende 26 auf der von der Bodenplatte 20 abgewandten Seite des Übertragungsgestänges 16 heraus. Die Auflageplatte 12 des Befestigungswerkzeuges ist mit Bohrungen 28 versehen, deren Anordnung genau der Anordnung der Ausnehmungen 24 in dem Gestängeteil 16 entspricht.
  • Das Nietwerkzeug 14 weist zapfenartige Xopfsetzer 30 auf, welche in den Bohrungen 28 der Auflageplatte 12 geführt sind. An ihrer den freien Enden 26 der Befestigungszapfen 22 zugewandten Stirnfläehe sind die Kopfsetzer 30 jeweils mit einer Kehlung 31 versehen, welche im Betrieb der Vorrichtung die Verformung der freien Zapfenenden 26 vornimmt. Auf seiner der Bodenplatte 20 zugewandten Fläche weist das Prägewerkzeug 10 warzenartige Erhöhungen 32 auf, deren Anordnung ebenfalls mit dem Bild der Ausnehmungen 24 in dem Gestängeteil 16 bzw. mit dem Bild der Bohrungen 28 in der Auflageplatte 12 übereinstimmt.
  • Das erfindungsgemäße Befestigungsverfahren läuft wie folgt ab: Nachdem das Gestängeteil. 16 und das Lagerelement 18 in der in Figur 1 dargestellten Weise in das Befestigungswerkzeug 10, 12, 14 angebracht worden ist, werden die Auflageplatte 12 und das Prägewerkzeug 10 gegeneinander bewegt - vergleiche dazu die gestrichelte Darstellung der Werkzeugteile - wobei die beiden miteinander zu verbindenden Teile 16 und 18 zwischen den beiden Werkzeugteilen 10 und 12 zusammengepreßt werden.
  • Dabei werden die Erhöhungen 32 des Prägewerkzeugs 10 auf der von den Befestigungszapfen abgewandten Seite der Bodenplatte 20 in die Bodenplatte 20 hineingedrückt (vergleiche dazu die gestrichelte Darstellung 32' der Erhöhungen 32). Wegen der oben beschriebenen Anordnung der Erhöhung 32 erfolgt die Einprägung der Erhöhungen 32 in die Bodenplatte 20 im Zentrum der Projektionsfläche der Befestigungszapfen 22. Weil das Lagerelement 18 aus einem bei Raumtemperatur unter Druck plastisch verformbaren Kunststoff besteht und die Bodenplatte 20 mit ihrer auf der Seite der Befestigungszapfen 22 befindlichen Schulterfläche 34 an dem Gestängeteil 16 und dieses wiederum an der Auflageplatte 12 angelegt ist, wird beim Zusammenfahren der Teile 10 und 12 des Befestigungswerkzeuges eine plastische Verformung der Bodenplatte 20 bewirkt. Durch das Hineinpressen der Erhöhungen 32 des Prägewerkzeuges 10 in die Bodenplatte 20 des Lagerelements 18 werden die Befestigungszapfen 22 etwas aus den Ausehmunge 24 des Gestängeteils 16 herausgedrückt (vergleiche dazu die gestrichelte Darstellung 22' der Befestigungszapfen 22). In dieser Stellung des Befestigungswerkzeuges, welche über einen bestimmten Zeitraum beibehalten wird, wird nun das Nietwerkzeug 14 in Richtung des Pfeiles 36 gedrückt. Dabei werden die freien Enden 26 der Befestigungszapfen 22 nietkopfartig verformt. Danach wird das Befestigungswerkzeug 10, 12, 14 wieder auseinandergefahren und das Gestängeteil 16 mit dem an ihn befestigten Lagerelement 18 herausgenommen.
  • Bei dem in Figur 2 dargestellten Schnitt durch die miteinander verbundenen Teile 16 und 18 ist die nietkopfartige Verformung 36 erkennbar. Weiter sind auch die innerhalb der Projektionsfläche der Befestigungszapfen 22 befindlichen Einprägungen 38 zu sehen, welche durch die Erhöhungen 32 erzeugt worden sind.
  • In dem in Figur 3 dargestellten Spannungsdiagramm ist die Anpreßspannung zwischen der Bodenplatte 20 des Lagerelements 18 und dem Ubertragungsgestänge 16 dargestellt. Der Diagrammpunkt 40 zeigt eine Spannung Null an, wie sie vorhanden ist, wenn die beiden miteinander zu verbindenden Teile 16 und 18 gemäß Figur 1 zusammengesteckt sind. Nach dem ersten Verfahrensschritt, bei welchem die beiden miteinander zu verbindenden Teile 16 und 18 zusammengepreßt werden, wird eine Spannung gemäß dem Punkt 42 erreicht. Die Spannung 42 steigt auf einen Punkt 44 an, wenn durch das Nietwerkzeug 14 die Verformungen 36 angebracht werden. Nach dem öffnen des Befestigungswerkzeuges 10, 12, 14 fällt die Spannung zwischen Bodenplatte 20 und dem Übertragungsgestänge 16 auf einen durch den Punkt 46 markierten Wert ab. Es zeigt sich also, daß nach dem Herausnehmen des Gestängeteils 16 und des Lagerelements 18 aus dem Befestigungswerkzeug 10, 12, 14 noch eine Restspannung 46 vorhanden ist, durch welche die beiden miteiandner verbundenen Teile 16, 18 fest aneinandergezogen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß bevor die Verformungen 36 an die freien Enden 26 der Befestigungszapfen 22 angeformt werden, das Lagerelement 18 auf seiner von der Schulter 34 abgewandten Seite im wesentlichen innerhalb der Projektionsfläche der Zapfen 22 belastet wird und daß während der Belastungsphase die Verformung 36 an den freien Enden der Zapfen vorgenommen wird.
  • Bei diesem Verfahren wird die Elastizität des Werkstoffes aus dem das Lagerelement besteht benutzt um die bleibende Restspannung zu erzeugen.

Claims (5)

  1. Ansprüche 1. Verfahren zum Befestigen eines Elements mit einem Boden und einem einstückig mit diesem verbundenen Zapfen, der durch eine Ausnehmung eines anderen Bauteils greift und mit seinem freien Ende auf der von dem Boden abgewandten Seite des anderen Teils mit einer nietkopfartigen Verformung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (20) derart elastisch in die Ausnehmung (24) gedrückt wird, daß das freie Ende (26) des Zapfens (22) weiter aus dem anderen Teil (16) heraustritt und daß in diesem Zustand die Verformung (36) angebracht wird.
  2. 2. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1, vorzugsweise für ein Lagerelement für einen Gelenkzapfen an einem anderen Bauteil, insbesondere an einem metallischen iibertraeunes ges tänge einer Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen, wobei das Lagerelement aus einem bei Raumtemperatur unter Druck plastisch verformbaren Kunststoff besteht und einen Boden aufweist, der eine an einer Seite des Übertragungsgestänges anliegende Schulter hat, von der aus wenigstens ein einstückig mit dem Lagerelement verbundener Zapfen das t;bertragungsgestänge in einer Ausnehmung durchdringt, welcher an seinem freien Ende mit einer bleibenden, nietkopfartigen Verformung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bildung der Verformung (36) das Lagerelement (18) auf seiner von der Schulter (34) gewandten Seite im wesentlichen innerhalb der Projektionsfläche des Zapfens (22) belastet wird und daß während der Belastungsphase die Verformung (36) an dem freien Ende (26) des Zapfens (22) vorgenommen wird.
  3. 3. Befestigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung im Zentrum der Projektionsfläche des Zapfens (22) vorgenommen wird.
  4. 4. Befestigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung eine plastische Verformung (38) der von der Schulter (34) abgewandten Fläche des Lagerelements (18) bewirkt.
  5. 5. Befestigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit seinem Zapfen (22) in die Gestängeausnehmung (24) eingesteckte Lagerelement (18) in einem ersten Verrahrensschritt zwischen ein Werkzeug (10) und eine Auflageplatte (12) gepreßt wird, die im Bereich der Projektionsfläche des Zapfens (22) eine vorzugsweise kalottenförmige Erhöhung (32) hat und daß während der Verweilzeit des Lagerelements (18) in seiner Preßstellung in einem zweiten Verfahrensschritt ein Nietwerkzeug (14) gegen das freie Ende (26) des Zapfens (22) gedrückt und die Verformung (36) erzeugt wird.
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