DE102012001087A1

DE102012001087A1 - Kombination aus funktionselement und druckscheibe

Info

Publication number: DE102012001087A1
Application number: DE102012001087A
Authority: DE
Inventors: Oliver Diehl; Dr. Humpert Richard; Andreas Lembach; Christian Sowa
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-07-25
Also published as: EP2618005A1; ES2587908T8; RU2013102518A; EP2618005B1; IN2013DE00113A; CN103233962A; ES2587908T3; US9151312B2; CN103233962B; US20130189054A1; EP2618005B8

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kombination aus einem einen Flanschabschnitt und einen Verbindungsabschnitt aufweisenden Funktionselement, insbesondere Nietelement, und einer, insbesondere mit einer Öffnung versehenen, Druckscheibe zur Anbringung an einem Bauteil, insbesondere an einer Tafel aus Verbundwerkstoff oder Metallblech, wobei das Funktionselement und die Druckscheibe dazu ausgebildet sind, auf gegenüberliegenden Seiten einer Lochung des Bauteils angeordnet und über den sich durch die Lochung hindurch erstreckenden Verbindungsabschnitt, insbesondere durch Vernieten, miteinander verbunden zu werden, um einen die Lochung umgebenden Bereich des Bauteils zwischen dem Flanschabschnitt und der Druckscheibe einzuklemmen, und wobei die im angebrachten Zustand dem Bauteil zugewandte Druckseite der Druckscheibe mit einem Verdrehsicherungsmittel versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombination aus einem einen Flanschabschnitt und einen Verbindungsabschnitt aufweisenden Funktionselement, insbesondere einem Nietelement, und einer, insbesondere mit einer Öffnung versehenen, Druckscheibe zur Anbringung an einem Bauteil, insbesondere an einer Tafel aus Verbundwerkstoff oder Metallblech.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Zusammenbauteil aus zumindest einer Kombination der hier beschriebenen Art und einem Bauteil, insbesondere einer Tafel aus Verbundwerkstoff oder Metallblech.
Die Erfindung betrifft ferner ein Funktionselement sowie eine Druckscheibe für eine Kombination und/oder für ein Zusammenbauteil der hier beschriebenen Art.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anbringung von Funktionselementen an Bauteilen, insbesondere an Tafeln aus Verbundwerkstoff oder Metallblech.
Das hier beschriebene Bauteil kann erfindungsgemäß grundsätzlich aus einem beliebigen Material hergestellt sein. Eine bevorzugte Anwendung stellt die Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination aus Funktionselement und Druckscheibe an aus Verbundwerkstoff hergestellten Bauteilen dar.
Verbundwerkstoffe werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt und bestehen meist aus Kunststoff mit eingelagerter Faserverstärkung, die unter anderem auch in Form von Bändern, Geweben, Filzen und Matten bekannt sind. So werden beispielsweise im Automobilbau Karosserieteile aus mit Glasfasern verstärktem Polyesterharz und mit kohlefaserverstärktem Kunststoff wie beispielsweise Epoxyharz verwendet. Auch werden in der Praxis unzählige weitere Bauteile wie beispielsweise Konsolen und Verkleidungen ebenfalls aus solchen Verbundwerkstoffen hergestellt. Bei der Verwendung von Kohlefasern als Verstärkung werden häufig aus Kohlefasern hergestellte Gewebe eingesetzt, da auf diese Weise eine Verstärkung in allen Richtungen des Bauteils erzielt werden kann.
Verbundwerkstoffe sind nicht auf Glasfasern und Kohlefasern beschränkt. Vielmehr wird in der Praxis eine Vielzahl von anderen Verstärkungsfasern eingesetzt. Auch können unterschiedlichste Kunststoffe als so genanntes Matrixmaterial verwendet werden.
Alle derartigen Materialien werden im Rahmen der Erfindung gattungsgemäß als Verbundwerkstoffe bzw. faserverstärkte Kunststoffe beschrieben. Diese Materialien können auch durch den Gattungsbegriff ”Organobleche” beschrieben werden. Dieser Begriff wird in einigen Fachkreisen als ein Fachbegriff verstanden.
Vorzugsweise betrifft die vorliegende Erfindung vornehmlich solche Verbundwerkstoffe, die als Matrixmaterial ein thermoplastisches Material verwenden, d. h. ein Thermoplast. Derartige Materialien bzw. Verbundwerkstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei erhöhten, unterhalb des Schmelzpunkts liegenden Temperaturen erweichen oder teigig werden.
Es ist erfindungsgemäß allerdings nicht ausgeschlossen, dass auch Duroplaste als Matrixmaterial verwendet werden, sofern diese ausreichend weich sind bzw. bei erhöhten Temperaturen ausreichend weich oder teigig werden, und zwar bei Temperaturen, die unterhalb einer Temperatur liegen, bei welcher das betreffende Matrixmaterial permanent beschädigt werden würde.
Die Erfindung kann auch in Verbindung mit Verbundwerkstoffen eingesetzt werden, die Matrixmaterialien umfassen, welche zwar keine Thermoplaste sind, welche aber noch nicht ihren Endzustand erreicht haben, sondern in einem Zustand vorliegen, in welchem sie mit oder ohne Erwärmung ausreichend welch bzw. teigig sind, jedoch im Laufe der Zeit oder durch äußere Einwirkungen z. B. durch Einwirkung von ultraviolettem Licht oder Feuchtigkeit oder auf andere Weise durch eine fortschreitende Polymerisation oder durch Vernetzungsreaktionen in einen härteren Zustand überführt werden.
In der Praxis ist es häufig erforderlich, auch Bauteile aus Verbundwerkstoffen mit Befestigungselementen oder Verbindungselementen zu versehen, beispielsweise um die betreffenden Bauteile an anderen Teilen zu befestigen oder um andere Teile an den aus Verbundwerkstoffen bestehenden Bauteilen anzubringen.
Für diese Befestigungs- bzw. Verbindungselemente kommen sowohl Nietelemente als auch Einpresselemente in Frage, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle unter den Begriff ”Funktionselemente” subsumiert werden können. Bei den Elementen kann es sich beispielsweise um Mutterelemente oder um Bolzenelemente handeln. Die Bezeichnung ”Funktionselement” gilt im Rahmen der Erfindung unter anderem auch für Clips und Lagerungen, die ebenfalls an Bauteilen aus Verbundwerkstoffen befestigt werden können.
Um sicherzustellen, dass ein aus Verbundwerkstoff hergestelltes Bauteil ausreichend weich bzw. teigig ist, kann das Bauteil für die Anbringung von Funktionselementen zumindest im Bereich einer hierfür jeweils vorgesehenen Lochung auf eine von dem jeweiligen Material abhängige Temperatur aufgeheizt werden, bei welcher das Material des Verbundwerkstoffs nicht schmilzt, jedoch in einem gewünschten Maße erweicht oder teigig wird.
Handelt es sich bei dem Material beispielsweise um PA6, dann kann die Aufheizung auf eine Temperatur von beispielsweise 260°C erfolgen.
Die obigen Erläuterungen sind nicht nur als den Hintergrund der Erfindung beleuchtende Ausführungen zu verstehen, sondern bilden auch einen Teil der zur Erfindung gehörenden Offenbarung.
Bei der Anbringung von Funktionselementen an aus Verbundwerkstoff oder einem anderen Material bestehenden Bauteilen ist man bestrebt, die Belastung des die Lochung umgebenden Bereiches des Bauteils nicht auf eine zu kleine Fläche zu konzentrieren. Ferner sollte bei faserverstärkten Werkstoffen darauf geachtet werden, dass die Fasern möglichst nicht beschädigt oder zerstört werden. Des Weiteren ist man generell bestrebt, die Funktionsteile möglichst verdrehsicher am Bauteil anzubringen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Anbringung von Funktionselementen an Bauteilen, insbesondere an aus Verbundwerkstoff oder relativ weichem Metallblech hergestellten Bauteilen, zu schaffen, die den vorstehend genannten Anforderungen möglichst gut gerecht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Kombination aus einem einen Flanschabschnitt und einen Verbindungsabschnitt aufweisenden Funktionselement und einer Druckscheibe mit den weiteren Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Aufgabe wird auch durch ein Zusammenbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt auch durch ein Funktionselement mit den Merkmalen des Anspruchs 26 sowie durch eine Druckscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 27.
Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Anbringung von Funktionselementen an Bauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, nicht das Funktionselement alleine am Bauteil anzubringen, sondern zusätzlich eine Druckscheibe zu verwenden, wobei Funktionselement und Druckscheibe von gegenüberliegenden Seiten des Bauteils kommend am Bauteil angebracht werden. Der angebrachte Zustand zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass der Verbindungsabschnitt des Funktionselements und die Druckscheibe miteinander verbunden sind, und zwar auf derjenigen Seite des Bauteils, auf welcher sich die Druckscheibe befindet. Die Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Druckscheibe mit einem Verdrehsicherungsmittel versehen ist, das mit dem Bauteil zusammenwirkt.
Insgesamt ergibt sich damit eine Besonderheit, wonach einerseits eine Verbindung zwischen dem Funktionselement und der Druckscheibe besteht, wobei die Verdrehsicherung des Funktionselementes nicht oder zumindest nicht ausschließlich durch ein wie auch immer geartetes Zusammenwirken zwischen dem Funktionselement und dem Bauteil erfolgt, sondern mittelbar über die verdrehsicher mit dem Bauteil verbundene Druckscheibe.
Dieser erfindungsgemäß herstellbare Zustand hat mehrere Vorteile. So lässt sich mittels der Druckscheibe bzw. deren dem Bauteil zugewandten Druckseite eine optimale Lastverteilung über den die Lochung umgebenden Bereich des Bauteils erzielen. Lokale Belastungsspitzen im Bereich der Lochung werden auf diese Weise vermieden. Die Verwendung einer zusätzlich zu dem Funktionselement vorgesehenen Druckscheibe ermöglicht ferner eine besonders sichere, feste und stabile Klemmung des die Lochung umgebenden Bereichs des Bauteils zwischen dem Flanschabschnitt des Funktionselements und der Druckscheibe und somit einen sicheren Halt des Funktionselementes bzw. der Kombination aus Funktionselement und Druckscheibe am Bauteil. Ein besonderer Vorteil ist, dass die Druckscheibe zur Verdrehsicherung beitragen oder zumindest weitgehend alleine für die Verdrehsicherung sorgen kann. Hierzu kann die vergleichsweise groß dimensionierbare Druckseite der Druckscheibe genutzt werden.
Bei der Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt des Funktionselements und der Druckscheibe kann es sich ausschließlich um eine im Wesentlichen in axialer Richtung wirksame, insbesondere formschlüssige Verbindung handeln, beispielsweise um eine Nietverbindung. Eine Nietverbindung ist aber nicht zwingend. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei der Anbringung am Bauteil auch oder ausschließlich die Druckscheibe verformt und in entsprechende Hinterschneidungen des Verbindungsabschnitts gedrückt wird.
Des Weiteren kann die Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt des Funktionselements und der Druckscheibe eine Verdrehsicherung des Verbindungsabschnitts relativ zur Druckscheibe umfassen. So können das Funktionselement und/oder die Druckscheibe mit Verdrehsicherungsmitteln versehen sein, die im angebrachten Zustand zwischen dem Funktionselement und der Druckscheibe wirksam sind. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich die Situation, dass das Funktionselement verdrehsicher mit der Druckscheibe verbunden ist, wohingegen die Druckscheibe wiederum verdrehsicher mit dem Bauteil verbunden ist. Die Verdrehsicherung des Funktionselements am Bauteil ergibt sich somit mittelbar über die Druckscheibe.
Für die Anbringung des Funktionselements und der Druckscheibe an dem Bauteil werden insbesondere eine oder mehrere geeignet geformte Matrizen verwendet.
Die Verdrehsicherung zwischen der Druckscheibe und dem Bauteil kann teilweise oder ausschließlich dadurch erfolgen, dass die dem Bauteil zugewandte Druckscheite der Druckscheibe mit Verdrehsicherungsmitteln insbesondere in Form von beispielsweise diskret verteilten Erhebungen oder Vorsprüngen versehen ist, die bei der Anbringung am Bauteil in die eine Seite des Bauteils hineingedrückt werden. Bei den Erhebungen kann es sich um lang gestreckte oder punktförmige Erhebungen handeln. Alternativ oder zusätzlich können an der Druckscheibe auch Vertiefungen vorgesehen sein, in die bei der Anbringung Material des Bauteils gelangt.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann alternativ oder zusätzlich zu derartigen Erhebungen vorgesehen sein, dass die Druckseite eine von einer Kreisform abweichende Kontur aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besondere bzw. besonders einfache Art der Herstellung einer Verdrehsicherung zwischen der Druckscheibe und dem Bauteil, die darin besteht, dass der Umstand ausgenutzt wird, dass bei der Anbringung der Druckscheibe am Bauteil die Druckscheibe zumindest geringfügig in das Bauteil eingedrückt wird. Indem die Druckseite eine von einer Kreisform abweichende Kontur aufweist, ergibt sich hierdurch automatisch eine Verdrehsicherung.
Gerade Bauteile aus Verbundwerkstoffen oder relativ weiche Metallbleche besitzen den vermeintlichen Nachteil, dass sie relativ ”nachgiebig” sind und bereits bei relativ geringen. Kräften eingedrückt werden. Einerseits ist man bestrebt, ein derartiges ”Prägen” möglichst weitgehend zu vermeiden. Andererseits zeigt sich in der Praxis, dass ein geringes Maß eines derartigen Eindrückens problemlos tolerierbar ist. In Verbindung mit der hier beschriebenen Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise das in der Praxis meist unvermeidbare Eindrücken oder ”Prägen” dazu ausgenutzt, eine Verdrehsicherung zwischen der Druckscheibe und dem Bauteil herzustellen, und dies wird in der hier beschriebenen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Druckseite der Druckscheibe mit einer von einer Kreisform abweichenden Kontur versehen wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Druckseite zumindest bereichsweise scharfkantig begrenzt, d. h. die Kontur der Druckseite zumindest bereichsweise von einer scharfen Kante gebildet ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die im angebrachten Zustand vom Bauteil abgewandte Seite der Druckscheibe mit einem eine Öffnung umgebenden Kragen versehen. Dieser Kragen dient insbesondere dazu, mit einem von dem Verbindungsabschnitt des Funktionselements gebildeten Nietabschnitt zusammenzuwirken. Hierdurch wird die Druckscheibe von dem Nietabschnitt des Funktionselements über den Kragen beaufschlagt, wodurch eine besonders vorteilhafte Einleitung der Last in den auf dem Bauteil aufliegenden Abschnitt der Druckscheibe erzielt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
7 bis 12 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 1 und 2 zeigen verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Funktionselements 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Funktionselement 11 ist als Nietmutter ausgebildet, die einen eine Mittelachse 51 definierenden Durchgang mit einem sich über einen Teil der axialen Länge erstreckenden Innengewinde 59 aufweist.
Das Funktionselement 11 umfasst einen Flanschabschnitt 13 und einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 15. Der Verbindungsabschnitt 15 ist in einem gewindefreien, das freie Ende des Verbindungsabschnitts 15 umfassenden Bereich als Nietabschnitt 29 ausgebildet.
Der Verbindungsabschnitt 15 ist an seiner Außenseite mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Rippen 31 versehen, die als Verdrehsicherungsmittel dienen und im angebrachten Zustand mit einer Druckscheibe 17 (vgl. 3 bis 5) zusammenwirken können. Die Rippen 31 erstrecken sich zwischen einer konvex gekrümmten Übergangsfläche 35 am freien Ende des Verbindungsabschnitts 15 und einer konkav gekrümmten Übergangsfläche 33 zwischen dem Verbindungsabschnitt 15 und dem Flanschabschnitt 13.
Der Flanschabschnitt 13 umfasst einen zylindrischen Endabschnitt 37, an den sich ein Abschnitt 39 mit reduziertem Durchmesser anschließt. Der Abschnitt 39 mit reduziertem Durchmesser geht über die gekrümmte Übergangsfläche 33 in den einen weiter reduzierten Außendurchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 15 über.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Endabschnitt 37 und den sich anschließenden Abschnitt 39 mit reduziertem Durchmesser eine Stufe vorhanden, die eine sich radial erstreckende Übergangsfläche 43 umfasst.
Die 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckscheibe 17. Die Druckscheibe 17 umfasst einen Scheibenabschnitt mit einer von einer Kreisform abweichenden, eine kreisförmige Grundform aufweisenden Scheibenabschnitt, dessen Querschnitt über die axiale Höhe konstant ist.
Die Abweichung von der Kreisform ergibt sich dadurch, dass von der Kreisform Fehlabschnitte 23 weggenommen sind. Ein Fehlabschnitt 23 ist in Form eines Kreissegmentes vorgesehen. Darüber hinaus sind in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Fehlabschnitte 23 in Form von Einbuchtungen vorgesehen. An der im angebrachten Zustand eine Druckseite der Druckscheibe 17 bildenden Seite ist der Scheibenabschnitt mit einer scharfen Kante 63 versehen. Dabei kann der Scheibenabschnitt umlaufend scharfkantig ausgebildet sein, wobei es alternativ auch möglich ist, den scharfkantigen Übergang zwischen der Druckseite und der Außenseite des Scheibenabschnitts der Druckscheibe 17 nur bereichsweise vorzusehen.
Auf die scharfkantige Ausgestaltung kann auch völlig verzichtet werden, da im dargestellten Ausführungsbeispiel die Druckseite mit lang gestreckten, rippen- bzw. stegförmigen Erhebungen 25 versehen ist, die im Bereich der erwähnten Einbuchtungen 23 der Kontur der Druckscheibe folgen.
Wie das Detail gemäß 3c zeigt, sind die Stirnseiten 53 der Erhebungen 23 eben ausgebildet, d. h. bei den lang gestreckten Erhebungen 25 handelt es sich nicht um schneidende Kanten. Hierdurch wird erreicht, dass im angebrachten Zustand das Bauteil im Bereich der Erhebungen 25 lediglich eingedrückt wird. Ein Zerschneiden von Fasern, die in dem das Material des Bauteils bildenden Werkstoff vorhanden sind, wird hierdurch vermieden.
Sowohl die von einer Kreisform abweichende Kontur der Druckscheibe 17, die – wie erläutert – von einer zumindest bereichsweise vorgesehenen scharfen Kante 63 gebildet werden kann, und die erläuterten Erhebungen 25 bilden Verdrehsicherungsmittel der Druckscheibe 17. Wie nachstehend auch am Ausführungsbeispiel der 7 bis 12 erläutert wird, kann auf derartige Erhebungen 25 verzichtet werden, d. h. die im angebrachten Zustand dem Bauteil zugewandte Druckseite der Druckscheibe 17 kann vollständig eben ausgebildet sein. Auch bei fehlenden Erhebungen ist eine scharfkantige Ausgestaltung der Druckseite nicht zwingend, d. h. die Verdrehsicherung kann ausschließlich durch eine von der Kreisform abweichende Kontur der Druckseite bzw. des Scheibenabschnitts der Druckscheibe 17 realisiert sein.
Wie insbesondere 3a zeigt, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Druckscheibe 17 auf ihrer im angebrachten Zustand vom Bauteil abgewandten Seite mit einem um eine in der Druckscheibe 17 ausgebildete Öffnung herumlaufenden Kragen 27 versehen. Zwischen dem Kragen 27 und einer ebenen Seite des Scheibenabschnitts ist eine konkav gekrümmte Übergangsfläche 57 vorgesehen. Die Stirnseite 55 des Kragens 27 ist eben ausgebildet.
Die Anbringung der erfindungsgemäßen Kombination aus Funktionselement 11 und Druckscheibe 17 an einem Bauteil 19 ist in 5 veranschaulicht. Die hierbei eingesetzten Matrizen bzw. Stempel sind nicht dargestellt.
Bei dem Bauteil 19 handelt es sich insbesondere um ein tafelförmiges Element aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Verbundwerkstoff der eingangs erläuterten Art, z. B. um ein so genanntes Organoblech. Alternativ kann es sich bei dem Bauteil 19 um ein insbesondere relativ weiches Metallblech handeln.
Das Bauteil 19 ist vorgelocht, wobei diese Vorlochung z. B. durch Bohren oder Stanzen hergestellt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Lochung 21 einen über die gesamte axiale Länge konstanten Innendurchmesser. Die Mittelachsen 51 der Lochung 21 des Bauteils 19, des Durchgangs im Funktionselement 11 und der in der Druckscheibe 17 ausgebildeten Öffnung fallen im angebrachten Zustand gemäß 5d zusammen.
Während des Anbringungsvorgangs wird die Druckscheibe 17 auf der einen Seite des Bauteils 19 mit ihrer Druckseite in Anlage an dem die Lochung 21 umgebenden Bereich des Bauteils 19 gebracht. Von der anderen Seite des Bauteils 19 kommend wird das Funktionselement 11 mit seinem Verbindungsabschnitt 15 durch die Lochung 21 des Bauteils 19 und die in der Druckscheibe 17 ausgebildete Öffnung eingeführt. Anschließend wird der Nietabschnitt 29 des Verbindungsabschnitts 15 mittels einer nicht dargestellten Matrize nach außen umgebogen. Hierdurch entsteht eine Nietverbindung zwischen dem Funktionselement 11 und der Druckscheibe 17 und somit zwischen dem Funktionselement 11 und dem Bauteil 15.
Wie eingangs erwähnt, beaufschlagt der umgeformte Nietabschnitt 29 die ebene Stirnseite 55 des Kragens 27 der Druckscheibe 17.
Der die Lochung 21 umgebende Bereich des Bauteils 19 ist im angebrachten Zustand gemäß 5d zwischen dem Flanschabschnitt 13 des Funktionselements 11 und der vom Nietabschnitt 29 beaufschlagten Druckscheibe 17 eingeklemmt.
Während der Anbringung dringen die Erhebungen 25 an der Druckseite der Druckscheibe 17 in das Bauteil 19 ein und sorgen somit für eine Verdrehsicherung der Druckscheibe 17 am Bauteil 19. Zu dieser Verdrehsicherung trägt auch die von der Kreisform abweichende Kontur der Druckscheibe 17 bzw. der dem Bauteil 19 zugewandten Druckseite der Druckscheibe 17 bei, da nicht nur die Erhebungen 25, sondern auch der Scheibenabschnitt der Druckscheibe 17 in das Bauteil 19 eingedrückt wird.
Die axial verlaufenden Rippen 31 des Verbindungsabschnitts 15 des Funktionselements 11 sorgen für eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt 15 und der die Öffnung der Druckscheibe 17 begrenzenden Innenwand. Hierdurch ist das Funktionselement 11 und somit insgesamt die Kombination aus Funktionselement 11 und Druckscheibe 17 über die Druckscheibe 17 verdrehsicher am Bauteil 19 gehalten.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Innendurchmesser der im Bauteil 19 ausgebildeten Lochung 21 dem Außendurchmesser des sich an den Endabschnitt 37 des Flanschabschnitts 13 anschließenden Abschnitts 39 mit reduziertem Durchmesser, der somit in die Lochung 21 hineingelangt. Der Endabschnitt 37 des Flanschabschnitts 13 dagegen besitzt einen Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der Lochung 21 ist. Folglich liegt im angebrachten Zustand gemäß 5d der Flanschabschnitt 13 mit seiner radialen Übergangsfläche 43 (vgl. 2b) an der von der Druckscheibe 17 abgewandten Seite des Bauteils 19 an. Somit steht in diesem Ausführungsbeispiel das Funktionselement 11 mit seinem Endabschnitt 37 über die eine Seite des Bauteils 19 vor.
Die 6a und 6b zeigen perspektivische Ansichten der beiden Seiten des Bauteils 19 mit der angebrachten Kombination aus Funktionselement 11 und Druckscheibe 17, d. h. des in der vorstehend beschriebenen Art und Weise gebildeten Zusammenbauteils. In 6a ist insbesondere der umgeformte, den Kragen 27 der Druckscheibe 17 beaufschlagende Nietabschnitt 29 des Funktionselementes 11 dargestellt, wohingegen in 6b der vorstehende Endabschnitt 37 des Flanschabschnitts 13 dargestellt ist.
Das Ausführungsbeispiel der 7 bis 12 der Erfindung unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 in der nachstehend erläuterten Weise. Auf Gemeinsamkeiten zwischen den beiden Ausführungsbeispielen wird nachstehend nicht näher eingegangen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, Abschnitte bzw. Bereiche der einzelnen Komponenten.
Bei dem Funktionselement 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Endabschnitt 37 und dem Abschnitt 39 mit reduziertem Durchmesser eine schräg oder konisch verlaufende Übergangsfläche 41 vorgesehen.
Bei der Druckscheibe 17 ist die von einer Kreisform abweichende Kontur durch einen einzigen Fehlabschnitt 23 in Form eines fehlenden Kreissegments vorgesehen. Außerdem ist die Kontur der Druckseite der Druckscheibe 17 umlaufend als eine scharfe Kante 63 ausgebildet. Zusammen mit der Abweichung von der Kreisform und der scharfkantigen Ausgestaltung bildet die Kontur der Druckseite der Druckscheibe 17 das Verdrehsicherungsmittel der Druckscheibe 17.
Des Weiteren ist der Scheibenabschnitt der Druckscheibe 17 an seiner im angebrachten Zustand vom Bauteil 19 abgewandten Seite mit einer den Rand bildenden Abschrägung 61 versehen, die im Bereich des Fehlabschnitts 23 unterbrochen ist.
Wie insbesondere 9b zeigt, ist die Druckseite der Druckscheibe 17 eben ausgebildet.
Gemäß 11 ist die Lochung 21 des Bauteils 19 mit einem gestuften axialen Verlauf versehen. Ein im angebrachten Zustand dem Flanschabschnitt 13 des Funktionselements 11 zugewandter Abschnitt 45 der Lochung besitzt den größten Innendurchmesser der Lochung 21, der dem Außendurchmesser des Endabschnitts 37 des Flanschabschnitts 13 entspricht. Der Außendurchmesser des sich an den Endabschnitt 37 anschließenden Abschnitts 37 entspricht dem Innendurchmesser des im angebrachten Zustand der Druckscheibe 17 zugewandten Abschnitts der Lochung 21. Außerdem entspricht die schräge Übergangsfläche 41 zwischen den beiden Abschnitten 37 und 39 des Flanschabschnitts 13 einem Übergang zwischen den beiden Abschnitten der Lochung 21.
Folglich kann der Flanschabschnitt 13 des Funktionselements 11 in der Lochung 21 des Bauteils 19 aufgenommen werden. Wie 11d zeigt, ist der Flanschabschnitt 13 des Funktionselements 11 im angebrachten Zustand in dem Bauteil 19 versenkt. Alternativ kann die Ausgestaltung derart erfolgen, dass der Flanschabschnitt 13 bündig mit dem Bauteil 19 abschließt.
Die 12a und 12b zeigen wiederum perspektivische Ansichten auf die beiden Seiten des so gebildeten Zusammenbauteils aus Bauteil 19, Funktionselement 11 und Druckscheibe 17.
Bezugszeichenliste

11: Funktionselement
13: Flanschabschnitt
15: Verbindungsabschnitt
17: Druckscheibe
19: Bauteil
21: Lochung
23: Fehlabschnitt
25: Erhebung
27: Kragen
29: Nietabschnitt
31: Verdrehsicherungsmittel, Rippe
33: Übergangsfläche
35: Übergangsfläche
37: Endabschnitt des Flanschabschnitts
39: Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
41: schräge Übergangsfläche
43: radiale Übergangsfläche
45: Abschnitt mit größtem Innendurchmesser
51: Mittelachse
53: Stirnseite der Erhebung
55: Stirnseite des Kragens
57: Übergangsfläche
59: Innengewinde
61: Abschrägung
63: scharfe Kante

Claims

Kombination aus einem einen Flanschabschnitt (13) und einen Verbindungsabschnitt (15) aufweisenden Funktionselement (11), insbesondere Nietelement, und einer, insbesondere mit einer Öffnung versehenen, Druckscheibe (17) zur Anbringung an einem Bauteil (19), insbesondere an einer Tafel aus Verbundwerkstoff oder Metallblech, wobei das Funktionselement (11) und die Druckscheibe (17) dazu ausgebildet sind, auf gegenüberliegenden Seiten einer Lochung (21) des Bauteils (19) angeordnet und über den sich durch die Lochung (21) hindurch erstreckenden Verbindungsabschnitt (15), insbesondere durch Vernieten, miteinander verbunden zu werden, um einen die Lochung (21) umgebenden Bereich des Bauteils (19) zwischen dem Flanschabschnitt (13) und der Druckscheibe (17) einzuklemmen, und wobei die im angebrachten Zustand dem Bauteil (19) zugewandte Druckseite der Druckscheibe (17) mit einem Verdrehsicherungsmittel versehen ist.
Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseite eine von einer Kreisform abweichende Kontur aufweist.
Kombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur der Druckseite eine kreisförmige Grundform aufweist, von der wenigstens ein Fehlabschnitt (23) weggenommen und/oder der ein Zugabeabschnitt hinzugefügt ist.
Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlabschnitt (23) ein Kreissektor oder ein Kreissegment ist, oder dass der Fehlabschnitt (23) in Form eines Ausschnitts oder einer Einbuchtung vorgesehen ist.
Kombination nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von im Umfangsrichtung verteilt angeordneten Fehlabschnitten (23) und/oder Zugabeabschnitten vorgesehen ist.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseite zumindest bereichsweise scharfkantig begrenzt ist.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseite eben ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseite mit einer oder mehreren Erhebungen (25) versehen ist.
Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (25) eine langgestreckte, insbesondere rippen- oder stegartige, Form aufweist, und/oder dass die Erhebung (25) einem Teil der Kontur der Druckseite folgt.
Kombination nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (25) an ihrem freien Ende nichtschneidend ausgebildet ist.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im angebrachten Zustand vom Bauteil (19) abgewandte Seite der Druckscheibe (17) mit einem eine Öffnung umgebenden Kragen (27) versehen ist, wobei insbesondere der Kragen (27) dazu ausgebildet ist, mit einem von dem Verbindungsabschnitt (15) gebildeten Nietabschnitt (29) zusammenzuwirken.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (15) zumindest bereichsweise als Nietabschnitt (29) ausgebildet ist.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (11) und/oder die Druckscheibe (17) mit Verdrehsicherungsmitteln (31) versehen ist, die im angebrachten Zustand zwischen dem Funktionselement (11) und der Druckscheibe (17) wirksam sind, wobei insbesondere die Verdrehsicherungsmittel (31) am Verbindungsabschnitt (17) ausgebildet sind.
Kombination nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsmittel in Form von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Rippen (31) vorgesehen sind, wobei bevorzugt die Rippen (31) sich zumindest näherungsweise von einer Übergangsfläche (33) zwischen dem Flanschabschnitt (15) und dem Verbindungsabschnitt (15) zu einer Übergangsfläche (35) am freien Ende des Verbindungsabschnitts (15) erstrecken.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übergangsfläche (33) zwischen dem Flanschabschnitt (13) und dem Verbindungsabschnitt (15) des Funktionselementes (11) einen, insbesondere konkav, gekrümmten Verlauf aufweist.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (13) zwischen einem Endabschnitt (37) und einem Abschnitt (39) mit gegenüber dem Endabschnitt reduziertem Durchmesser einen Übergang aufweist, der von einer Übergangsfläche (41) gebildet ist, die einen schrägen oder, insbesondere konkav, gekrümmten Verlauf aufweist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (13) zwischen einem Endabschnitt (37) und einem Abschnitt (39) mit gegenüber dem Endabschnitt (37) reduziertem Durchmesser einen Übergang aufweist, der stufenförmig ausgebildet ist, wobei insbesondere der Übergang eine sich radial erstreckende Übergangsfläche (43) umfasst.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser einer Öffnung der Druckscheibe (17) zumindest näherungsweise dem Außendurchmesser des Verbindungsabschnitts (15) des Funktionselementes (11) entspricht.
Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Druckscheibe (17) größer als der größte Durchmesser des Flanschabschnitts (13) des Funktionselementes (11) ist.
Zusammenbauteil aus zumindest einer Kombination (11, 17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Bauteil (19), insbesondere einer Tafel aus Verbundwerkstoff oder Metallblech, wobei das Funktionselement (11) und die Druckscheibe (17) auf gegenüberliegenden Seiten einer Lochung (21) des Bauteils (19) angeordnet und über den sich durch die Lochung (21) hindurch erstreckenden Verbindungsabschnitt (15) miteinander verbunden sind, wobei ein die Lochung (21) umgebender Bereich des Bauteils (19) zwischen dem Flanschabschnitt (13) und der Druckscheibe (17) eingeklemmt ist, und wobei zwischen der dem Bauteil (19) zugewandten Druckseite der Druckscheibe (17) und dem Bauteil (19) eine formschlüssige Verdrehsicherungsverbindung besteht.
Zusammenbauteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe (17) zur Herstellung der Verdrehsicherungsverbindung in das Bauteil (19) eingedrückt ist.
Zusammenbauteil nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Funktionselement (11) und der Druckscheibe (17) eine Nietverbindung besteht, wobei insbesondere die Nietverbindung zwischen einem das freie Ende des Verbindungsabschnitts (15) umfassenden Nietabschnitt (29) und der vom Bauteil (19) abgewandten Seite der Druckscheibe (17) besteht, bevorzugt zwischen dem Verbindungsabschnitt (15) und einem auf der vom Bauteil (19) abgewandten Seite der Druckscheibe (17) angeordneten, eine Öffnung umgebenden Kragen (27) besteht.
Zusammenbauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Funktionselement (11) und der Druckscheibe (17) eine formschlüssige Verdrehsicherungsverbindung besteht.
Zusammenbauteil einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (13) in das Bauteil (19) eingedrückt ist, insbesondere derart, dass der Flanschabschnitt (13) bündig mit dem Bauteil (19) abschließt oder in dem Bauteil (19) versenkt ist, oder dass der Flanschabschnitt (13) über das Bauteil (19) vorsteht.
Zusammenbauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochung (21) des Bauteils (19) einen axialen Verlauf mit konstantem Innendurchmesser besitzt, der bevorzugt kleiner ist als der Außendurchmesser eines Endabschnitts (37) des stufenförmig ausgebildeten Flanschabschnitts (13), oder dass die Lochung (21) des Bauteils (19) einen gestuften axialen Verlauf besitzt, wobei ein Endabschnitt (37) des Flanschabschnitts (13) in einen den größten Innendurchmesser aufweisenden Abschnitt (45) der Lochung (21) aufgenommen ist.
Funktionselement für eine Kombination und/oder für ein Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere das Funktionselement (11) die das Funktionselement (11) betreffenden Merkmale zumindest eines der Ansprüche 1 bis 25 aufweist.
Druckscheibe für eine Kombination und/oder für ein Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere die Druckscheibe (17) die die Druckscheibe (17) betreffenden Merkmale zumindest eines der Ansprüche 1 bis 25 aufweist.
Verfahren zur Anbringung von Funktionselementen (11) an Bauteilen (19), insbesondere an Tafeln aus Verbundwerkstoff oder Metallblech, bei dem das Funktionselement (11) und eine, insbesondere mit einer Öffnung versehene, Druckscheibe (17) auf gegenüberliegenden Seiten einer, insbesondere zuvor hergestellten, Lochung (21) des Bauteils (19) angeordnet werden, das Funktionselement (11) und die Druckscheibe (17) über einen sich durch die Lochung (21) hindurch erstreckenden Verbindungsabschnitt (15) des Funktionselementes (11) miteinander verbunden werden, ein die Lochung (21) umgebender Bereich des Bauteils (19) zwischen einem Flanschabschnitt (13) des Funktionselementes (11) und der Druckscheibe (17) eingeklemmt wird, und an der dem Bauteil (19) zugewandten Druckseite der Druckscheibe (17) vorgesehene Verdrehsicherungsmittel mit dem Bauteil (19) in formschlüssigen Eingriff gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe (17) zur Herstellung der Verdrehsicherungsverbindung in das Bauteil (19) eingedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (11) und die Druckscheibe (17) durch Vernieten miteinander verbunden werden, wobei insbesondere die Nietverbindung zwischen einem das freie Ende des Verbindungsabschnitts (15) umfassenden Nietabschnitt (29) und der vom Bauteil (19) abgewandten Seite der Druckscheibe (17) hergestellt wird, bevorzugt zwischen dem Verbindungsabschnitt (15) und einem auf der vom Bauteil (19) abgewandten Seite der Druckscheibe (17) angeordneten, eine Öffnung umgebenden Kragen (27) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Funktionselement (11) und der Druckscheibe (17) eine formschlüssige Verdrehsicherungsverbindung hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (13) in das Bauteil (19) eingedrückt wird, insbesondere derart, dass der Flanschabschnitt (13) bündig mit dem Bauteil (19) abschließt oder in dem Bauteil (19) versenkt ist, oder dass der Flanschabschnitt (13) über das Bauteil (19) vorsteht.