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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR UNDETACHABLY INTRODUCING GUIDING AID ELEMENTS INTO A COMPONENT, COMPONENT WITH GUIDING AID ELEMENTS AND COMPOSITE COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/019467
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for undetachably introducing a guiding aid element into at least one joining location of at least one component, comprising the steps of: a) perforating the at least one component (10) at the at least one joining location in a first press stroke of a tool press, wherein a preliminary hole (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) is formed at the at least one joining location, b) inserting a joining aid element (30) into the at least one preliminary hole (12A), and c) pressing the at least one joining aid element (30) with the at least one component (10) in a subsequent press stroke or working step to form a material-bonding, form-fitting and/or force-fitting connection between the at least one component (10) and the at least one joining aid element (30), and also relates to a component produced by the method and a composite component.

Inventors:
BECKER, Martin (Mainzer Str. 13, München, 80804, DE)
GLÜCK, Bernhard (Föhrenstr. 7, Fürstenfeldbruck, 82256, DE)
HASLAUER, Christian (Philipp-Dirr-Str. 14, Freising, 85354, DE)
HIRSCH, Peter (Auenstraße 22B, Freising, 85354, DE)
KIRSCHNER, Robert (Lilienstr. 19, Olching, 82140, DE)
Application Number:
EP2017/064472
Publication Date:
February 01, 2018
Filing Date:
June 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT (Petuelring 130, München, 80809, DE)
International Classes:
B21K25/00; B21D39/03; B21J15/00; B23K11/00; B23K11/11; B23K11/20; F16B5/04; F16B5/08
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum unlösbaren Einbringen eines Fügehilfselements in mindestens eine Fügestelle zumindest eines Bauteils, mit den Schritten: a) Lochen des zumindest einen Bauteils (10) an der mindestens einen Fügestelle in einem ersten Pressenhub einer Werkzeugpresse, wobei an der mindestens einen Fügestelle ein Vorloch (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) ausgebildet wird,

b) Einsetzen eines Fügehilfselements (30) in das mindestens eine Vorloch (12A) und

c) Verpressen des mindestens einen Fügehilfselements (30) mit dem zumindest einen Bauteil (10) in einem nachfolgenden Pressenhub oder Arbeitsschritt zur Ausbildung einer Stoff-, form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem zumindest einen Bauteil (10) und dem mindestens einen Fügehilfselement (30).

2. Verfahren nach Patentanspruch 1,

bei dem Schritt b) in einem zweiten Pressenhub ausgeführt wird, der zwischen dem ersten Pressenhub von Schritt a) und dem nachfolgenden Pressenhub oder Arbeitsschritt von Schritt c) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1.....

bei dem Schritt b) und Schritt c) in einem gemeinsamen Pressenhub ausgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem

in Schritt a) eine Vielzahl von Vorlöchern (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) ausgebildet werden,

in Schritt b) je ein Fügehilfselement (30A, 30B, 30C, 30D, 30E) in jedes Vorloch (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) eingesetzt wird und in Schritt c) sämtliche in die Vorlöcher (12A, 12B, 12C, 12D, 12E)

eingesetzten Fügehilfeelemente (30A, 30B, 30C, 30D, 30E) mit dem zumindest einen Bauteil (10) verpresst werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem in dem ersten Pressenhub, dem zweiten Pressenhub und/oder dem nachfolgenden Pressenhub zusätzlich eine weitere Bauteilbearbeitung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem das mindestens eine Vorloch (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) an beiden Lochrändern mit einer Fase (14, 16) versehen ist und das Fügehilfselement (30) als Metallbutzen ausgebildet ist.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, bei dem

das verpresste Fügehilfselement (30A) durch einen beidseitigen Hinterschnitt (32A, 32B) formschlüssig mit dem zumindest einen Bauteil (10) verbunden ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das Fügehilfselement (30) ein Stahlbutzen ist und das zumindest eine Bauteil (10) aus einem Leichtbauwerkstoff ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das zumindest eine Bauteil ein Karosseriebauteil oder

Karosserieanbauteil ist.

10. Bauteil mit mindestens einem eingepressten Fügehilfselement hergestellt mit dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9. 11 Bauteilverbund mit mindestens einem ersten und zweiten Bauteil, bei dem in mindestens eines der gefügten Bauteile mindestens ein

Fügehilfselement eingepresst ist mit dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum unlösbaren Einbringen von Fügehilfselementen in ein Bauteil, Bauteil mit Fügehilfselementen und Bauteilverbund

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum unlösbaren Einbringen mindestens eines Fügehilfselements in mindestens ein Bauteil sowie ein Bauteil mit mindestens einem unlösbaren Fügehilfselement und einen Bauteilverbund.

Im Rahmen des Leichtbaus ist es insbesondere im Fahrzeugbau immer häufiger notwendig, Bauteile aus unterschiedlichen, zum Teil artfremden, Werkstoffen miteinander zu verbinden, wie z.B. ein Bauteil aus einem

Nichteisenwerkstoff, wie z.B. Aluminium oder einem faserverstärkten

Kunststoff, mit einem zweiten Bauteil, welches aus einem Eisenwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff gebildet ist. Ein direktes Verschweißen oder Verlöten dieser Bauteile ist häufig nicht möglich. Um dennoch z.B. ein Widerstandspunktschweißen zu ermöglichen, ist es bekannt,

Fügehilfselemente zu verwenden. Die Fügehilfselemente werden

beispielsweise in ähnlicher Art und Weise eines Nietvorgangs in das eine der zu fügenden Bauteile eingepresst bzw. eingestanzt oder eingelegt. Die Fügehilfselemente sind aus einem Werkstoff ausgebildet, der mit dem

Werkstoff des anderen Bauteils verschweißbar ist. Die beiden zu fügenden Bauteile werden zueinander positioniert und es wird eine Fügeverbindung, z.B. eine Schweißverbindung an dem Fügehilfselemente ausgebildet.

Das Setzen der Fügehilfselemente bzw. Widerstandsschweißelemente in der Serienproduktion erfolgt üblicherweise durch einen robotergeführten

Setzkopf in der Art einer Nietzange mit Setzstempel und korrespondierender Matrize, der jeweils ein Fügehilfselement in das Bauteil einpresst bzw.

einstanzt, ggf. unter vorheriger Ausbildung eines Vorlochs. Jedes Fügehilfselement wird einzeln gesetzt, wozu jeder Setzpunkt separat angefahren werden muss.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 10 2013 010 443 A1 ein Werkzeug bekannt, mit dem mehrere Widerstandsschweißelemente zeitgleich vorlochfrei in ein Werkstück einstanzbar sind. Hierzu weist das Werkzeug ein erstes und zweites Werkzeugteil auf, sowie mehrere im ersten als auch im zweiten Werkzeugteil angeordnete Setzköpfe. Durch die Schließbewegung des Werkzeugs ist das Werkstück in definierter Lage fixierbar und im Verlauf der Schließbewegung werden durch die Setzköpfe von beiden

Werkzeugseiten die Widerstandselemente in das Werkstück eingepresst.

Für das vorlochfreie Setzen sind selbststanzende oder selbstlochende Fügehilfselemente bekannt, deren Schaftende als Schneide oder Spitze ausgebildet ist, wie z.B. aus der Druckschrift DE 10 2004 025 4902 A1 bekannt. Nachteilig ist an diesen Fügehilfselementen die aufwendige

Geometrie zur Erzielung einer guten Verbindungsfestigkeit, wodurch die Elemente teuer in der Herstellung sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einbringen von

Fügehilfselementen in zumindest ein Bauteil anzugeben, welches zumindest einen mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteil nicht oder in vermindertem Umfang hat.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Patentanspruch 1. In den nebengeordneten Patentanspruch 10 erstreckt sich die Erfindung auch auf ein erfindungsgemäß hergestelltes Bauteil mit Fügehilfselement und in dem nebengeordneten Patentanspruch 11 auf einen Bauteilverbund, bei welchem in mindestens eines der gefügten Bauteile mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein Fügehilfselement eingepresst ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum unlösbaren Einbringen eines

Fügehilfselements in mindestens eine Fügestelle zumindest eines Bauteils umfasst die Schritte:

a) Lochen des zumindest einen Bauteils an der mindestens einen Fügestelle in einem ersten Pressenhub einer Presse, wobei an der mindestens einen Fügestelle ein Vorloch ausgebildet wird,

b) Einsetzen eines Fügehilfselements in das mindestens eine Vorloch und c) Verpressen des mindestens einen Fügehilfselements mit dem zumindest einen Bauteil in einem nachfolgenden Pressenhub oder Arbeitsschritt, wobei eine stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Bauteil und dem Fügehilfselement ausgebildet wird.

Die Presse führt mit jedem Pressenhub eine lineare Schließbewegung des Werkzeugs aus. Je nach Art des in der Presse befindlichen Werkzeugs können unterschiedliche Bauteilbearbeitungen erfolgen. Zum Lochen des Bauteils wird beispielsweise ein Werkzeug verwendet mit z.B. einem

Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil, zwischen denen das Bauteil positionierbar einspannbar ist, und das weiterhin entsprechende

Stanzwerkzeuge, z.B. mechanisch betätigbare Stanzschneiden, aufweist.

Die mindestens eine Fügestelle bezeichnet die Stelle auf dem bzw. den Bauteilen, an der ein Fügehilfselement eingebracht werden soll. Das

Fügehilfselement kann in nur ein Bauteil eingepresst werden. Alternativ können auch mehrere Bauteile, z.B. zwei, drei oder mehr Bauteile teilweise oder vollständig überlappend, mit einem oder mehreren gemeinsamenen Vorlöchern versehen werden. In das gemeinsame Vorloch wird ein

Fügehilfselement eingebracht, das durch die mehreren Bauteile hindurchragt. Das Verpressen des Fügehilfselements führt in diesem Fall zu eine stoff-, form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen den mehreren

Bauteilen und dem Fügehilfselement ähnlich einer Nietverbindung.

Zu einem späteren Zeitpunkt kann an der mit dem Fügehilfselement versehenen Fügestelle z.B. eine Fügeverbindung, wie z.B. eine

Widerstandspunktschweißung, mit mindestens einem weiteren Bauteil hergestellt werden. Üblicherweise weist das zumindest eine Bauteil mehr als eine Fügestelle auf, dann wird vorzugsweise an jeder dieser Fügestellen je ein Vorloch ausgebildet.

Das Einsetzen des Fügehilfselements kann vorzugsweise automatisiert über entsprechende, im Werkzeug vorgesehene Zuführvorrichtungen erfolgen. Solche Zuführvorrichtungen sind hinreichend von herkömmlichen Nietzangen bekannt, bei der z.B. die Zuführung einzelner Nietelemente mittels Druckluft über Zuleitungen erfolgt. Das Einsetzen des Fügehilfselements in das

Vorloch kann ebenso händisch z.B. durch einen Werker erfolgen.

Das Einsetzen der Fügehilfselemente kann in einem separaten zweiten Pressenhub ausgeführt werde, der nach dem ersten Pressenhub, in dem die Vorlöcher ausgebildet werden, und vor dem Pressenhub erfolgt, in dem die Fügehilfselemente mit dem Bauteil verpresst werden. Vorzugsweise erfolgt das Einsetzen der Fügehilfselemente jedoch vor dem oder in demselben Pressenhub, in dem die Fügehilfselemente verpresst werden.

Zum Verpressen der Fügehilfselemente kann in der Presse ein Werkzeug verwendet werden, das z.B. über entsprechende Nietstempel mit

korrespondierenden Gegenhaltern verfügt. Vorzugsweise werden die

Fügehilfselemente jedoch mit lediglich starren Werkzeugbauteilen im Oberteil und Unterteil (Stempel und Matrize), die bei Bedarf der Form des Bauteils entsprechen, eingepresst. Ähnlich dem Ausbilden der Vorlöcher kann das Bauteil mit eingesetzten Fügehilfselementen z.B. zwischen einem Werkzeugoberteil und -unterteil fixiert werden. Während der

Schließbewegung des Werkzeugs bewirken die Stempel im

Zusammenwirken mit der auf der gegenüberliegenden Bauteilseite angeordneten Gegenseite eine Stauchung und Verformung der

Fügehilfeelemente, wodurch eine zumindest kraft- .form- oder

stoffschlüssige, vorzugsweise kraft- und formschlüssige, unlösbare

Verbindung ausgebildet wird. Die unlösbar in das bzw. die Bauteil(e) eingebrachten Fügehilfselemente lassen sich nur unter Beschädigung bzw. Verformung des Bauteils und/oder der Fügehilfselemente lösen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das zumindest eine Bauteil eine Vielzahl von Fügestellen auf, an denen Fügehilfselemente eingebracht werden sollen. Es können z.B. zwei oder drei oder mehr als drei Fügestellen vorgesehen sein. Dann wird eine Vielzahl von Vorlöchern in dem zumindest einen Bauteil ausgebildet, wobei an jeder Fügestelle ein Vorloch erzeugt wird und in jedes Vorloch je ein Fügehilfselement eingesetzt wird. Sämtliche in die Vorlöcher eingesetzten Fügehilfselemente werden in einem gemeinsamen Pressenhub mit dem zumindest einen Bauteil verpresst.

Die Arbeitsschritte Lochen des Bauteils und Verpressen der

Fügehilfselemente können mit einem gemeinsamen oder mit zwei

verschiedenen, pressengebundenen Werkzeugen durchgeführt werden. Das Umsetzen des Bauteils zwischen den Werkzeugen kann in bekannter Weise z.B. mittels robotergeführter Greifvorrichtung erfolgen.

Vorteilhafter Weise kann das Verfahren zum Einpressen der

Fügehilfselemente in bestehende, pressengebundene Arbeitsschritte bei der Herstellung des Bauteils integriert werden. So kann in jedem Pressenhub, in dem einer der voranstehend beschriebenen Arbeitsschritte erfolgt, zusätzlich eine weitere Bauteilbearbeitung vorgenommen werden, wie z.B. eine umformende oder schneidende Bearbeitung des Bauteils. Hierzu kann das Werkzeug entsprechend ausgebildet sein, z.B. mit einem Ziehstempel oder Ziehmatrize, einer Schneidvorrichtung o.ä.

Das Vorloch wird vorzugsweise als Durchgangsloch ausgebildet mit einer Lochwandung, die zur Bauteiloberfläche jeweils durch einen Lochrand begrenzt ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beide Lochränder jeweils mit einer Fase versehen. Durch die Fase wird eventuell vorhandener Grat entfernt. Weiterhin vereinfacht die Fase beim Einpressen die

Ausrichtung des Fügehilfselements und begünstigt das Ausbilden eines Formschlusses, indem sich in einer bevorzugten Ausgestaltung das

Fügehilfselement in der Art eines Senkniets in dem Vorloch ausformen kann und einen beidseitigen Hinterschnitt mit dem Bauteil ausbildet. Zur

Prägeranderzeugung kann z.B. das Stanz- bzw. Schneidwerkzeug, mit dem das Vorloch gebildet wird, zudem mit entsprechenden, als Prägestempel wirkenden Abschnitten versehen sein und/oder es können separat betätigbare Prägestempel im pressengebundenen Werkzeug vorgesehen sein, z.B. Schieber.

Die derartige Ausgestaltung des Vorlochs ermöglicht die Verwendung von Fügehilfselementen mit einfachen Geometrien, wobei dennoch eine hohe Festigkeit der Verbindung erzielbar ist. Vorzugsweise ist das

Fügehilfselement als Metallbutzen ausgebildet, wobei hierunter ein köpf- und schaftloses Metallteil verstanden wird. Aufgrund der einfachen Geometrie kann ein solcher Metallbutzen sehr kostengünstig hergestellt werden, z.B. durch Ausstanzen aus einem Blech oder Abschneiden eines Drahtes. Der Metallbutzen kann insbesondere eine zylinderförmige, kugel-, kegel- oder kegelstumpfförmige Form aufweisen. Das Fügehilfselement ist insbesondere aus einem Werkstoff ausgebildet, der bezüglich des zweiten Bauteils, mit dem das mit dem Fügehilfselement versehene Bauteil gefügt werden soll, eine ausreichende Schweiß- bzw. Löteignung aufweist. Das Fügehilfselement ist vorzugsweise aus einem Stahl- oder

Aluminiumwerkstück geformt.

Vorteilhafterweise können mit dem Verfahren sämtliche in das oder die Bauteil(e) einzubringenden Fügehilfselemente gemeinsam eingebracht und eingepresst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere verwendet werden, um ein Bauteil mit mindestens einem unlösbar eingebrachten Fügehilfselement herzustellen. Bevorzugt weist das Bauteil mehr als ein Fügehilfselement auf, und alle Fügehilfselemente werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebracht. Die Fügehilfselemente können unterschiedliche Maße oder Formen haben, werden aber vorzugsweise alle in einem gemeinsamen Pressenhub mit dem Bauteil verpresst.

Das Bauteil, in welches das oder die Fügehilfselemente eingebracht werden, kann aus einem Blechmaterial, wie z.B. warmumgeformten Stählen,

Aluminium- oder Magnesiumblech, oder einem blechähnlichen

Faserverbundkunststoff gebildet sein, z.B. als kohlenstofffaserverstärktes (CFK), glasfaserverstärktes (GFK) oder aramidfaserverstärktes Bauteil. Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere um ein Blechformteil handeln, wobei auch Gußbauteile oder Profilteile verwendet werden können, die an der oder den Fügestellen blechähnlich ausgebildet sind. Insbesondere kann es sich bei dem Bauteil um ein Karosseriebauteil oder Karosserieanbauteil, vorzugsweise für eine PKW-Karosserie, handeln.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteil, auch als erstes Bauteil bezeichnet, kann mit bekannten Verfahren weiterverarbeitet werden, z.B. zu einem Bauteilverbund mit mindestens einem zweiten Bauteil, wobei das oder die mit dem ersten Bauteil verpressten Fügehilfselemente mit dem zweiten Bauteil verschweißt, verlötet und/oder verklebt werden. Alternativ kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Bauteilverbund hergestellt werden, bei dem der Fügeverbindung zwischen den Bauteilen bereits durch das Einpressen der Fügehilfselemente hergestellt wird. Ein solcher Bauteilverbund weist mindestens ein erstes und zweites Bauteil auf, welche durch mindestens ein Fügehilfselement miteinander verbunden sind. Das mindestens eine Fügehilfselement ragt dabei durch beide Bauteile hindurch und verbindet diese in der Art einer Nietverbindung.

Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass das unlösbare Einbringen der Fügehilfselemente in das Bauteil in einen bestehenden Bauteilherstellungsprozess integriert werden kann, z.B. im Presswerk, ohne den Mehraufwand einer zusätzlichen Anlage oder Vorrichtung wie z.B.

einerNietzangenlösung. Auch ist es denkbar, die für das Verfahren benötigte Anlagentechnologie sowohl für Stahl/Stahl als auch für

Mischbauverbindungen in der gleichen Linie zu verwenden. Gerade in der Kombination mit der voranstehend beschriebenen speziellen Gestaltung des Vorlochs und den Freiheiten bei der Gestaltung des Fügehilfselemente ergeben sich unerwartete Möglichkeiten, die Verbindungsfestigkeit zu steigern bei gleichzeitiger Kostenreduzierung und Taktzeitreduzierung.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden

Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff "kann" verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Darin zeigen: Figuren 1 ein Fließdiagramm zur Veranschaulichung des

Verfahrens

Figur 2A eine Draufsicht auf ein vorgelochtes Bauteil auf einem pressengebundenen Werkzeugunterteil

Figuren 2B bis 2D Schnittansichten des Bauteils aus Figur 2A zu

verschiedenen Zeitpunkten des Verfahrens

Figur 3 eine Seitenansicht einer beispielhaften

Bauteilverbindung

Figur 1 zeigt ein Fließdiagramm zur Veranschaulichung des

erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem ein oder mehrere Fügehilfsemente unlösbar in zumindest ein Bauteil eingebracht werden.

In einem ersten Verfahrensschritt A wird das zumindest eine Bauteil mittels eines pressengebundenen Werkzeugs vorgelocht. Dieser Schritt erfolgt in einem ersten Pressenhub. Im daran anschließenden zweiten

Verfahrensschritt B wird jeweils ein Fügehilfselement in jedes Vorloch eingelegt. In einem weiteren Verfahrensschritt C werden die

Fügehilfselemente mit dem zumindest einen Bauteil verpresst. Das

Verpressen der Fügehilfselemente erfolgt ebenfalls mittels eines

pressengebundenen Werkzeugs in einem weiteren Arbeitsschritt oder Pressenhub, der dem ersten Pressenhub nachfolgt. Das Einlegen der Fügehilfselemente kann in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen oder in demselben Pressenhub, in dem die Fügehilfselemente verpresst werden, dargestellt in Figur 1 durch die strichlierte Umrandung U. Nach Schritt C sind die Fügehilfselemente unlösbar mit dem zumindest einen Bauteil verpresst und das zumindest eine Bauteil kann in Schritt D einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden, welche z.B. eine Widerstandspunktschweißung sein kann, um das zumindest eine Bauteil an den Fügehilfselementen mit einem weiteren Bauteil stoffschlüssig zu verbinden. In Schritt A werden vorzugsweise Vorlöcher für sämtliche Fügehilfselemente ausgebildet, die in dem zumindest einen Bauteil vorgesehen sind. Die Vorlöcher werden an den Stellen ausgebildet, an denen später eine

Fügeverbindung zu einem weiteren Bauteil hergestellt werden soll. Zum Vorlochen wird das zumindest eine Bauteil in ein pressengebundenes Werkzeug eingelegt, das entsprechende Stanz- oder Schneidwerkzeuge umfasst. Die Stanz- bzw. Schneidwerkzeuge sind in bekannter Art und Weise realisiert und können im Werkzeugoberteil und/oder im Werkzeugunterteil vorgesehen sein. Durch die Schließbewegung der Presse werden

Werkzeugober- und unterteil aufeinander zugeführt und die Löcher mittels der Stanz- bzw. Schneidwerkzeuge gestanzt bzw. geschnitten. Figur 2A zeigt beispielhaft eine perspektivische Darstellung eines Bauteils 10 in Form einer Schließblechverlängerung auf einem Werkzeugunterteil 20, mit in dem

Bauteil 10 ausgestanzten Vorlöchern 12A bis 12E. Die Vorlöcher 12A bis 12E haben einen im Wesentlichen runden Querschnitt und reichen durch das Bauteil 10 hindurch. An beiden Lochrändern ist jeweils eine Fase 14 und 16 in das Bauteil 10 eingeprägt, siehe Figur 2B, in der eine Schnittansicht des Bauteils 10 durch das Vorloch 12A gezeigt ist. Die Stanz- bzw.

Schneidwerkzeuge können hierzu mit als Prägestempel wirkenden

Abschnitten versehen sein oder es können separat zu betätigende

Prägestempel im pressengebundenen Werkzeug vorgesehen sein.

In dem nachfolgenden, zweiten Verfahrensschritt B werden den Vorlöchern Fügehilfselemente 30 zugeführt. Die Fügehilfselemente sind vorzugsweise Metallbutzen mit zylinderförmiger Form mit einem geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Vorlochs, s. Figur 2C. Eine besondere

Fixierung der Metallbutzen ist nicht zwingend erforderlich, da diese durch das Vorloch ausreichend positioniert werden und z.B. auf dem Unterwerkzeug aufliegen.

In dem dritten Verfahrensschritt C werden die Fügehilfselemente 30 dann mittels eines pressengebundenen Werkzeugs mit dem Bauteil 10 verpresst, wozu das Werkzeug z.B. entsprechende Nietstempel und Gegenhalter bzw. Matrizen aufweist. Vorzugsweise sind Durchmesser und Höhe des

Fügehilfselements 30 so bemessen, dass dieses nach der Verpressung das Vorloch vollständig auffüllt und zumindest mit einer Bauteiloberfläche bündig abschließt, siehe die Schnittansicht in Figur 2D, welche eine Schnittansicht eines mit dem Bauteil 10 verpressten Fügehilfselements 30A zeigt. Das in Figur 2C gezeigte beispielhafte Fügehilfselement 30 ragt lediglich nach oben über das Bauteil 10 hinaus. Es versteht sich, dass das Fügehilfselement ebenso nur nach unten oder sowohl nach oben als auch nach unten über das Bauteil hinausragen kann. Vorzugsweise bildet das Fügehilfselement 30A während des Verpressens einen beidseitigen Hinterschnitt 32A und 32B aus, wodurch neben einer kraftschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Fügehilfselement 30 und Bauteil 10 ausgebildet wird.

Die Zuführung der Fügehilfselemente 30 kann automatisiert erfolgen. Hierzu kann das Nietwerkzeug über in bekannter Weise ausgebildete

Zuführvorrichtungen und Zuführleitungen verfügen, mit denen die

Fügehilfselemente zu den Vorlöchern verbracht werden können.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Bauteilverbunds zur Abdeckung eines Längsträgers eines Kraftfahrzeugs umfassen die

Schließblechverlängerung 10 aus Figur 2A und ein Schließblech 40. Das Schließblech 40 ist ein Stahlblechformteil, die Schließblechverlängerung 10 ist aus einem Aluminiumblech geformt. Mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren wurden fünf Fügehilfselemente 30A bis 30E in Form von

Stahlbutzen mit der Schließblechverlängerung 10 verpresst. Die

Fügehilfselemente 30A bis 30E wurden durch herkömmliches

Widerstandspunktschweißen mit dem Schließblech 40 verschweißt.

Erfindungsgemäß werden mit dem Verfahren maximal drei Pressenhübe benötigt, um alle erforderlichen Fügehilfselemente mit dem zumindest einen Bauteil zu verpressen. In den Figuren ist beispielhaft das Einbringen von fünf identischen Vorlöchern und fünf identischen Fügehilfselementen 30 gezeigt. Diese Zahl kann selbstverständlich variiert werden von nur einem Loch bzw. einem Fügehilfselement bis hin zu einer Vielzahl, z.B. mehreren 10. Ebenso könnnen einzelne oder alle Vorlöcher bzw. Fügehilfselemente in ihren Maßen und/oder Formen sowie der Orientierung der Lochachsen von den weiteren Vorlöchern bzw. Fügehilfselementen verschieden sein.

In den Figuren ist das Einbringen von Fügehilfselementen in nur ein Bauteil dargestellt. Es versteht sich, dass das Verfahren ebenso verwendet werden kann, um Fügehilfselemente in zwei oder mehr, sich teilweise oder vollständig überlappende Bauteile einzubringen, wobei die Bauteil durch das oder die verpressten Fügehilfselemente in der Art einer Nietverbindung aneinander und zueinander fixiert werden. In diesem Fall werden die mehreren Bauteile vorzugsweise übereinander angeordnet und in einem gemeinsamen Pressenhub mit einem oder mehreren Vorlöchem versehen.

Das pressengebundene Werkzeug kann zusätzlich auch als

Umformwerkzeug und/oder Schneidwerkzeug ausgebildet sein, so dass z. B zeitgleich mit dem Ausbilden der Vorlöcher weitere Merkmale, wie z.B.

Sicken oder Vertiefungen im Bauteil, ausgebildet werden können.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht

beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich. Bezugszeichenliste

A, B, C, D Verfahrensschritte

U Pressenhub

10 Bauteil

12A bis 12E Vorloch

14, 16 Fase

20 Werkzeugunterteil

30, 30A bis 30E Fügehilfselement 32A, 32B Hinterschnitt 40 Schließblech