DE102008026356A1

DE102008026356A1 - Verfahren zum Blindnieten sowie Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102008026356A1
Application number: DE102008026356A
Authority: DE
Inventors: Norbert Kulzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-05-31
Filing date: 2008-05-31
Publication date: 2009-12-03

Abstract

Bauteilverbindung mit - einem ersten Bauteil, das ein erstes Loch aufweist, - einem zweiten Bauteil, das ein zweites Loch aufweist, das größer als das erste Loch ist, wobei die beiden Bauteile im Bereich der beiden Löcher aneinander anliegen, und - einem Blindniet, der einen Nietkopf und einen Nietschaft aufweist, wobei der Blindniet von der Seite des zweiten Bauteils her in die beiden Löcher eingesetzt wird, so dass eine Unterseite des Nietkopfs auf der dem ersten Bauteil abgewandten Seite des zweiten Bauteils an dem zweiten Bauteil anliegt, wobei ein Raum, der durch die Unterseite des Nietkopfs, einen Innenumfang des im zweiten Bauteil vorgesehenen zweiten Lochs und das erste Bauteil gebildet ist, mit einem Klebstoff gefüllt ist, so dass das zweite Bauteil in Bezug auf das erste Bauteil nicht mehr verrutschen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blindnieten von Bauteilen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 9.
Bauteile durch Nieten, insbesondere durch Blindnieten, miteinander zu verbinden, ist seit langem bekannt und z. B. in der DE 40 19 193 A1 , G 91 07 414.2 oder DE 197 44 312 A1 beschrieben. Auch bei der Reparatur von Fahrzeugkarosserien wurde Blindnieten eingesetzt. Vor dem Setzen eines Blindniets werden zwei miteinander zu verbindende Bleche üblicherweise relativ zueinander positioniert und relativ zueinander fixiert. Anschließend wird ein die beiden Bauteile durchsetzendes Loch gebohrt, in das dann der Blindniet eingesetzt werden kann. Durch den Blindniet sind die beiden Bauteile sowohl in Längsrichtung des Blindniets als auch quer in Bezug auf die Längsrichtung des Blindniets relativ zueinander fixiert.
Für eine Großserienfertigung von Fahrzeugkarosserien ist das oben beschriebene Verfahren nur bedingt geeignet. Üblicherweise werden nämlich die miteinander zu verbindenden Karosserieteile vor dem Fügen komplett vorgefertigt. Nicht unproblematisch ist es, die für das Setzen von Blindnieten erforderlichen Löcher in den zu fügenden Bauteilen vorzufertigen, da ein Vorfertigen der Löcher aufgrund von Fertigungstoleranzen der zu fügenden Bauteile zu inakzeptablen Toleranzen im Karosserieverbund führen können.
Wichtig ist nämlich, dass die zu fügenden Karosseriebauteile vor dem Fügen möglichst exakt relativ zueinander positioniert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Blindnietverfahren bzw. eine Bauteilverbindung zu schaffen, bei dem bzw. bei der zwei durch einen Blindniet miteinander zu verbindende Bauteile möglichst exakt relativ zueinander positioniert sind, wobei ein Ziel stets auch eine hohe Festigkeit sowie eine Eignung für eine Großserienfertigung ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Blindnieten von Bauteilen, bei dem die beiden Bauteile vorgefertigt bereitgestellt werden. Das erste Bauteil weist ein erstes Loch zum Setzen eines Blindniets auf und das zweite Bauteil weist ein zweites Loch zum Setzen eines Blindniets auf. Im Unterschied zu vielen herkömmlichen Blindnietsetzverfahren wird das zweite Loch größer hergestellt als das erste Loch.
In einem ersten Fügeschritt werden die beiden Bauteile relativ zueinander ausgerichtet, wobei sie im Bereich der beiden Löcher zur Anlage aneinander gebracht werden. Da das zweite Loch größer als das erste Loch ist, müssen die beiden Löcher nicht notwendigerweise exakt kozentrisch zueinander ausgerichtet sein. Vielmehr kann das Hauptaugenmerk auf eine möglichst exakte Gesamtausrichtung der beiden Bauteile relativ zueinander gelegt werden.
Sind die beiden Bauteile relativ zueinander ausgerichtet, kann ein Blindniet gesetzt werden, der einen Nietschaft und ein Setzkopf aufweist. Der Blindniet wird von der Seite des zweiten Bauteils her in die beiden Löcher eingesetzt.
Eine Unterseite des Blindniets wird dabei in Anlage mit der dem ersten Bauteil abgewandten Seite des zweiten Bauteils gebracht.
Vor oder gleichzeitig mit dem Setzen des Blindniets wird der verbleibende ”Raum”, der durch die Unterseite des Setzkopfs, einen Innenumfang des im zweiten Bauteil vorgesehenen zweiten Lochs und durch das erste Bauteil gebildet ist, mit Klebstoff aufgefüllt. Anschließend wird der Klebstoff ausgehärtet, was im Ergebnis dazu führt, dass das zweite Bauteil in Bezug auf das erste Bauteil nicht mehr verrutschen kann. Durch den ausgehärteten Klebstoff wird somit eine ”formschlüssige Verbindung” der beiden Bauteile auch in Querrichtung des Blindniets erreicht. Da der Klebstoff möglichst den gesamten Freiraum zwischen dem Blindniet und den miteinander zu verbinden Bauteilen ausfüllt, verringert sich auch die Gefahr von Korrosion im Bereich der Nietverbindung. Der Setzkopf des Blindniets sollte dabei hinreichend groß sein, so dass er das zweite Loch überdeckt.
Das oben beschriebene Verfahren ist insbesondere für die Großserienfertigung von Fahrzeugkarosserien geeignet. Die miteinander zu verbindenden Bauteile können in Presswerkzeugen, z. B. durch Tiefziehen, vorgefertigt werden. Ebenfalls vorgefertigt werden können die beiden Löcher. Da die beiden Löcher nicht exakt kozentrisch zueinander ausgerichtet werden müssen, ist trotz der bei der Fertigung von Karosserieteilen unvermeidlichen Fertigungstoleranzen eine optimale relative Positionierung der beiden zu fügenden Bauteile möglich.
Bedingt durch einen vermehrten Klebstoffauftrag auf die Setzkopfunterseite des Blindnietes, wird beim Setzen der Klebstoffüberschuss zum Teil zwischen die Bleche verdrängt. Diese zusätzliche flächige Verklebung für zu einer wesentlichen Steigerung der Verbindungsfestigkeit. Durch das klebstoffunterstützte Blindnieten kann also auch bei bereits aufeinanderliegenden Teilen eine flächige Verklebung zwischen den Werkstoffen erzielt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt nach dem Fügen der beiden Bauteile eine kathodische Tauchlackierung der beiden Bauteile und anschließend eine Aushärtung des Klebstoffs und der aufgebrachten Lackschicht in einem Ofen.
Im Unterschied zu herkömmlichen Fügeverfahren, bei denen zwei miteinander zu vernietende Bleche zusätzlich flächig miteinander verklebt werden, dient hier der Klebstoff primär nur der Erzielung einer formschlüssigen Verbindung der beiden Bauteile und wenn überhaupt, dann nur sekundär einer Verklebung der beiden Bauteile. Das für ein flächiges Verkleben von Bauteilen erforderliche separate Reinigen der Fügeflächen, das insbesondere bei Aluminiumblechen sehr aufwändig und kostenintensiv ist, muss somit nicht durchgeführt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung.
1 zeigt eine Bauteilverbindung 1, bestehend aus einem ersten Blech 2 und einem zweiten Blech 3. In das erste Blech 2 ist ein erstes Loch 4 gestanzt. In das zweite Blech 3 ist ein zweites Loch 5 gestanzt. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist das zweite Loch 5 einen wesentlich größeren Durchmesser als das erste Loch 4 auf. Ebenfalls ersichtlich ist, dass die beiden Bauteile bzw. die beiden Löcher 4, 5 nicht exakt kozentrisch zueinander ausgerichtet sind. Bei der Ausrichtung der beiden Bauteile steht nämlich eine optimale Positionierung des Gesamtbauteils, nicht aber eine exakte Ausrichtung der beiden Löcher 4, 5 im Vordergrund.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist von der Seite des zweiten Blechs 3 her ein Blindniet 6 in die beiden Löcher eingesetzt. Der Blindniet 6 weist einen Nietkopf 7, einen Nietschaft 8 und einen Dornkopf 9, der sich im Innern des Nietschafts 8 befindet, auf. Der Dornkopf 9 spreizt den Nietschaft 8 im Bereich unterhalb des ersten Blechs 3 auf, so dass die beiden Bleche 2, 3 unlösbar miteinander verbunden sind.
Ein ”Hohlraum” 10, der durch eine Unterseite 11 des Nietkopfs 7, einen Innenumfang des zweiten Lochs, das erste Blech 2 und einen Außenumfang des Nietschafts 8 gebildet ist, ist mit Klebstoff 12 ausgefüllt, der in einem Ofen ausgehärtet worden ist. Durch den Klebstoff 12 sind die beiden Bauteile 2, 3 absolut formschlüssig miteinander verbunden und können nicht mehr gegeneinander verrutschen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4019193 A1 [0002]
- DE 9107414 U [0002]
- DE 19744312 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Blindnieten von Bauteilen (2, 3), mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Bauteils (2), das ein erstes Loch (4) zum Setzen eines Blindniets (6) aufweist, – Bereitstellen eines zweiten Bauteils (3), das ein zweites Loch (5) zum Setzen eines Blindniets (6) aufweist, wobei das zweite Loch (5) größer als das erste Loch (4) ist, – Ausrichten der beiden Bauteile (2, 3) relativ zueinander, wobei die beiden Bauteile (2, 3) im Bereich der beiden Löcher (4, 5) aneinander anliegen, – Bereitstellen eines Blindniets (6), der einen Nietschaft (8) und einen Nietkopf (7) und einen Nietschaft (8) aufweist, – Setzen des Blindniets (6), wobei der Blindniet (6) von der Seite des zweiten Bauteils (3) her in die beiden Löcher (4, 5) eingesetzt wird, so dass eine Unterseite (11) des Nietkopfs (7) auf der dem ersten Bauteil (2) abgewandten Seite des zweiten Bauteils (3) an dem zweiten Bauteil (3) anliegt, wobei ein Raum (10), der durch die Unterseite (11) des Nietkopfs (7), einen Innenumfang des im zweiten Bauteil (3) vorgesehenen zweiten Lochs (5) und das erste Bauteil (2) gebildet ist, mit einem Klebstoff (12) aufgefüllt wird, so dass nach einem Aushärten des Klebstoffs (12) das zweite Bauteil (3) in Bezug auf das erste Bauteil (2) nicht mehr verrutschen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkopf hinreichend groß ist, dass er das zweite Loch (5) überdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (12) Aluminium enthält und zumindest eines oder beide Bauteile (2, 3) zumindest teilweise aus Aluminium bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (12) durch Einbringen der beiden Bauteile (2, 3) in einen Ofen ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (12) vor dem Setzen des Niets (6) auf eine Unterseite des Nietkopfes von Hand oder durch eine automatisiert arbeitende Klebstoffauftrageinrichtung aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den beiden Bauteilen um Bauteile einer Fahrzeugkarosserie handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile in Press- bzw. Tiefziehwerkzeugen hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Löcher (4, 5) beim Herstellen der beiden Bauteile (2, 3) und somit vor dem Ausrichten bzw. Fügen der beiden Bauteile (2, 3) hergestellt werden.
Bauteilverbindung (1) mit – einem ersten Bauteil (2), das ein erstes Loch (4) aufweist, – einem zweiten Bauteil (3), das ein zweites Loch (5) aufweist, das größer als das erste Loch (4) ist, wobei die beiden Bauteile (2, 3) im Bereich der beiden Löcher (4, 5) aneinander anliegen, und – einem Blindniet (6), der einen Nietkopf (7) und einen Nietschaft (8) aufweist, wobei der Blindniet (6) von der Seite des zweiten Bauteils (3) her in die beiden Löcher (4, 5) eingesetzt wird, so dass eine Unterseite des Nietkopfs (7) auf der dem ersten Bauteil (2) abgewandten Seite des zweiten Bauteils (3) an dem zweiten Bauteil (3) anliegt, wobei ein Raum, der durch die Unterseite (11) des Nietkopfs (7), einen Innenumfang des im zweiten Bauteil vorgesehenen zweiten Lochs (5) und das erste Bauteil (2) gebildet ist, mit einem Klebstoff gefüllt ist, so dass das zweite Bauteil (3) in Bezug auf das erste Bauteil (2) nicht mehr verrutschen kann.