DE102004045265A1

DE102004045265A1 - Power drill tool links face to face two panels that melt and fold under pressure of a rotating tool

Info

Publication number: DE102004045265A1
Application number: DE102004045265A
Authority: DE
Inventors: Detlef Semar; Peter Posselt
Original assignee: INST FUEGE und OBERFLAECHENTEC; Institut fur Fuege- und Oberflachentechnik GmbH
Current assignee: INST FUEGE und OBERFLAECHENTEC; Institut fur Fuege- und Oberflachentechnik GmbH
Priority date: 2004-09-11
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-18
Also published as: DE102004045265B4

Abstract

In a process to link two panels face to face, the panels are made of a material or materials that distort on heating and fold under the heat and pressure applied by a rotating tool. The tool has a bulbous tip (1, 2) on a link piece (3) to the power tool chuck clamping shank (5). Under pressure, the tip penetrates both panels and folds the top panel downwards to form a collar around the rim of the resulting hole.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung mindestens zweier flächiger Werkstücke und ist besonders geeignet, Flächen aus Werkstoffen, die unter Druck- und Wärmeeinwirkung fließfähig werden, mit Verbindungselementen zur verbinden.The The invention relates to a method for connecting at least two flat workpieces and is particularly suitable areas made of materials which become flowable under pressure and heat, to connect with fasteners.

Karosserieteile sowie andere Blechformteile werden vielfach durch Punktschweißtechnik miteinander verbunden. Neben der Gefahr, dass durch dabei auftretende Schweißfunken Verunreinigungen der Oberfläche auftreten, hat dieses Verfahren jedoch einige Nachteile insbesondere, wenn andere Materialien als herkömmliche Stahlbleche zur Verwendung kommen.body parts and other sheet metal parts are often by spot welding technology connected with each other. Besides the danger, that by thereby occurring welding sparks Impurities of the surface However, this method has some disadvantages in particular, if other materials than conventional ones Steel sheets come for use.

Beim Einsatz von verzinkten Blechen wird die Verzinkung im Bereich der Schweißstelle zerstört und dadurch die Korrosionsanfälligkeit erhöht. Für Aluminium ist noch kein geeignetes Punktschweißverfahren bekannt.At the Use of galvanized sheets is the galvanizing in the field of weld destroyed and thereby the susceptibility to corrosion elevated. For aluminum No suitable spot welding process is known yet.

Um solche Materialien miteinander zu verbinden, wurde deshalb eine Anzahl alternativer Verbindungsarten entwickelt.Around Therefore, combining such materials has become one Number of alternative connection types developed.

So ist beispielsweise in der DE 19741562 ein Verfahren zum Befestigen, insbesondere Verstemmen, eines Bauteils an einen Träger beschrieben, bei dem das Bauteil auf eine am Träger vorgesehene umlaufende Stufe aufgelegt wird. Dabei wird auf der von der Stufe abgewandten Seite des Halteelements Trägermaterial über das Halteelement gedrückt. Um auch Bauteile mit Funktionsaufgaben, die nicht verformt oder beschädigt werden dürfen, sicher an einem Träger befestigen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verformung der Wand so durchgeführt wird, dass das Trägermaterial im Wandbereich abschnittsweise nacheinander über das Halteelement gedrückt wird.For example, in the DE 19741562 a method for fastening, in particular caulking, described a component to a carrier, in which the component is placed on a carrier provided on the circumferential step. In this case, carrier material is pressed over the retaining element on the side facing away from the step side of the holding element. In order to be able to fasten components with functional tasks that must not be deformed or damaged safely on a support, the invention provides that the deformation of the wall is performed so that the support material in the wall portion is pressed sequentially over the support member.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten oder Plattenabschnitte durch Tiefziehfügen wird auch in der DE 3726392 A1 beschrieben. Hierbei wird durch einen Stempel ein Nocken tiefgezogen, dessen Boden zu einer vorspringenden Wölbung frei ausgeformt wird. Diese Wölbung wird anschließend durch einen gegengerichteten Stauchhub flachgestaucht, wobei der Nocken vorzugsweise in einen seitlichen Freiraum unter Biegung der Nockenseitenwände breitgeformt wird. Der Nockenboden kann nach dem Breitstauchen noch gegen den Tiefziehstempel nachgequetscht werden. In der DE 0215449 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten, insbesondere von Blechen oder Plattenabschnitten vorgestellt, gemäss dem übereinanderliegende Flächenteile beider Platten zuerst miteinander tiefgezogen werden, wonach der Bodenbereich der tiefgezogenen Flächenteile breitgequetscht wird und wobei die radiale Ausdehnung des Bodenbereichs dieser tiefgezogenen Flächenteile begrenzt wird, wodurch eine plastische Verformung des Plattenmaterials besonders im Randbereich erfolgt, so dass ein Fügepunkt entsteht. Durch eine im Randbereich des Bodens der Sacköffnung des Gesenks vorhandene Sicke wird das Ineinanderfließen des gequetschten Materials an den zu verbindenden Stellen und damit die Clinchfestigkeit verbessert.A method and an apparatus for joining superimposed thin plates or plate sections by deep-drawing is also described in the DE 3726392 A1 described. Here, a cam is deep-drawn by a punch, the bottom of which is freely formed to a protruding curvature. This curvature is then flattened by a counter-directional upstroke, the cam preferably being widened into a lateral clearance under flexure of the cam sidewalls. The cam bottom can be squeezed after the Breitstauchen still against the thermoforming punch. In the DE 0215449 a method and an apparatus for carrying out the method for joining superimposed thin plates, in particular sheets or plate sections, according to the superimposed surface parts of both plates are first deep-drawn together, after which the bottom portion of the deep-drawn surface parts is squeezed wide and wherein the radial extent of the bottom portion of this deep-drawn surface parts is limited, whereby a plastic deformation of the plate material takes place especially in the edge region, so that a joint point is formed. By a bead present in the edge region of the bottom of the sack opening of the die, the intermingling of the squeezed material at the points to be joined and thus the clinching strength is improved.

Die in der DE 14 52 20 C3 beschriebene Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Verbinden zweier Teile zu schaffen, bei dem in einem Arbeitsgang die Teile miteinander verbunden werden, wobei darüber hinaus die Nachteile des bekannten Standes der Technik umgangen werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass beim Ziehen des rohrförmigen Ansatzes des ersten Teiles durch die Öffnung des zweiten Teiles das ziehfähige Material des ersten Teiles stark abgestreckt wird und dabei radial nach außen drängt, so dass es am Austrittsende der Öffnung im zweiten Teil radial nach außen fließt, wobei es um die Kante der Öffnung herumgreift und einen Wulst bildet.The in the DE 14 52 20 C3 described invention aims to provide a method for connecting two parts, in which the parts are connected to each other in one operation, in addition, the disadvantages of the known prior art are avoided. This is inventively achieved in that when pulling the tubular extension of the first part through the opening of the second part, the drawable material of the first part is strongly stretched while pushing radially outwards, so that it at the outlet end of the opening in the second part radially outward flows around the edge of the opening and forms a bead.

Ein alternatives Verfahren zu den zuvor erwähnten Verklammerungsverfahren ist die punktweise Verbindung durch Einsatz von Fließbohrwerkzeugen. Die DE 196 34 417 C2 beschreibt ein Verfahren zur Verbindung mindestens zweier dünnwandiger Werkstücke. Um auf einfache und kostengünstige Weise eine Festigkeitserhöhung derartiger Verbindungen zu erreichen, schlägt diese Erfindung vor, an den Stellen, an denen die Werkstücke miteinander verbunden werden sollen, jeweils eine sich durch beide Werkstücke hindurch erstreckende Bohrung mit Hilfe eines Fließformwerkzeuges einzubringen. Dadurch wird erreicht, dass im Übergangsbereich zwischen den beiden Werkstücken aufgrund der durch das Fließbohren erzeugten Hitze eine lokale Verschweißung der Werkstücke auftritt, die noch durch eine zusätzliche Schraube gesichert werden kann. Dabei wird entweder vor dem Einbringen der Fließbohrung in das dem Fließformwerkzeug zugewandten ersten Werkstück in dieses eine Ausnehmung eingebracht, die einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Fließformwerkzeuges, oder vor dem Einbringen der Fließbohrung in das dem Fließformwerkzeug zugewandte erste Werkstück wird dieses derart erwärmt, dass es in dem Bereich der einzubringenden Bohrung mindestens einen teigigen Zustand aufweist.An alternative method to the aforementioned clamping methods is point-to-point bonding using flow-drilling tools. The DE 196 34 417 C2 describes a method for connecting at least two thin-walled workpieces. In order to achieve a strength increase of such compounds in a simple and cost-effective manner, this invention proposes, at the points at which the workpieces are to be connected to each other, each introducing a hole extending through both workpieces with the aid of a flow forming tool. This ensures that in the transition region between the two workpieces due to the heat generated by the flow drilling local welding of the workpieces occurs, which can still be secured by an additional screw. In this case, either a recess which has a diameter which is smaller than the diameter of the flow forming tool is introduced into the first workpiece facing the flow forming tool before the flow bore is introduced, or prior to the introduction of the flow bore into the first workpiece facing the flow forming tool heated so that it has at least one doughy state in the region of the bore to be introduced.

Die hierbei angewendeten Verfahren unterscheiden sich vielfach durch die Geometrie der Fließbohrwerkzeuge. Die FR 1189384 zeigt eine Fließbohrergeometrie zur Erzeugung von Löchern in dünne Bleche und Rohre. Der Fließbohrer hat eine quadratische Form mit abgerundeten Ecken und läuft spitz zu.The methods used here differ in many ways by the geometry of the flow drilling tools. The FR 1189384 shows a flowbo rergeometry for making holes in thin sheets and tubes. The fluid drill has a square shape with rounded corners and runs to a point.

In der NL 74 15 559 A ist eine dreieckig-polygone Fließbohrerform und zum anderen eine Vorrichtung zum Aushalsen von Rohren beschrieben. Bohrer und Vorrichtung sind auch in Kombination erwähnt. Der Fließbohrer erzeugt das Loch im Rohr, ein oberhalb des Bohrers angeordneter Mechanismus verbreitert das Werkzeug innerhalb des Rohres. Rotierend wird das Werkzeug zurückgezogen, erzeugt einen Materialfluss nach außen und verbreitert die Bohrung.In the NL 74 15 559 A is a triangular-polygonal Bohrbohrerform and on the other a device for necking of pipes described. Drill and device are also mentioned in combination. The flow drill creates the hole in the pipe, a mechanism located above the drill widen the tool inside the pipe. Rotating the tool is withdrawn, generates a flow of material to the outside and widens the bore.

Auch in der NL 160499 C wird eine Fließbohrerform mit dreieckigpolygonem Querschnitt vorgeschlagen. Der hier gezeigte Bohrer läuft spitz zu. Das Patent EP 0057039 A1 beschreibt eine Fließbohrergeometrie zur Erzeugung von Löchern in dünnen Blechen und Rohren. Ziel ist die Erzeugung eines Materialflusses in und entgegengesetzt zur Bohrervorschubrichtung. Der hier verwendete Fließbohrer hat eine viereckig-polygone Form und läuft ebenfalls spitz zu.Also in the NL 160499 C a flow drill form with triangular polygonal cross-section is proposed. The drill shown here is tapering. The patent EP 0057039 A1 describes a flow drill geometry for creating holes in thin sheets and tubes. The aim is to generate a material flow in and opposite to the drill feed direction. The flow drill used here has a quadrangular-polygonal shape and runs also pointed.

Die Verbindung in den zuvor beschriebenen Verfahren erfolgt teilweise durch lokale Verschmelzung im Bereich der Bohrungen und wie in der DE 198 34 417 C2 beschrieben zum Teil durch zusätzliche Nieten und Schrauben.The compound in the above-described method is carried out in part by local fusion in the region of the holes and as in the DE 198 34 417 C2 described in part by additional rivets and screws.

Nachteilig sowohl beim Punktschweißen, als auch bei in den zuvor beschriebenen Verfahren zur Verbindung mit Fließbohrern, oder zur Verklammerung ist es vor allem, dass in der Regel Werkzeuge notwendig sind, die von beiden Seiten an die Werkstücke herangeführt werden müssen.adversely both in spot welding, as well as in the previously described method of connection with flow drills, or for clamping it is mainly that tools are usually necessary are, which are introduced from both sides of the workpieces have to.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem flächige Körper sowohl aus gleichartigen als auch aus teilweise unterschiedlichen Materialien verbunden werden können. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei dem der Zugriff auf die Werkstücke lediglich von einer Seite notwendig ist.task The invention is therefore a method and an apparatus to propose, with the flat body both from similar as well as partially different Materials can be connected. Another object is a method and an apparatus to propose, in which the access to the workpieces only from one side is necessary.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 zeigen verschiedene Gestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.According to the invention this Problem solved by a method having the features of claim 1. The claims Figures 2 and 3 show various configurations of the method according to the invention.

Eine bevorzugte Ausführung eines hierfür geeigneten Werkzeuges kann den Merkmalen des Anspruchs entsprechend ausgestaltet sein.A preferred embodiment one suitable for this Tool can be designed according to the features of the claim be.

Zur Durchführung des Verfahrens werden mindestens zwei flächige Werkstücke aus Werkstoffen, die unter Druck- und Wärmeeinwirkung fließfähig sind so, wie sie verbunden werden sollen, zueinander positioniert. An den vorgesehenen Verbindungspunkten wird jeweils ein rotierender konischer Reibkörper, insbesondere ein Fließbohrer, unter Einwirkung einer in Richtung des Werkstückes gerichteten Kraft auf die Oberfläche des Werkstückes aufgesetzt. Durch die Reibungswärme wird das Werkstück auf seine Fließtemperatur aufgeheizt, so dass der Reibkörper unter Fortführung der Rotation in die Werkstücke so weit hinein gepresst werden kann. Dabei wird Druck, Vorschub und Drehzahl so gesteuert, dass aus dem verdrängten Material zumindest des einen Werkstückes ein das zweite Werkstück durchdringender zylindrischer Verbindungskörper gebildet wird. Anschließend wird der aus dem zweiten Werkstück herausragende Teil des Verbindungskörpers durch eine Veränderung der Rotationsbewegung des Reibkörpers so verformt, dass er eine auf der Oberfläche des zweiten Werkstückes aufliegende Wulst ausbildet.to execution of the method are at least two flat workpieces Materials that are flowable under pressure and heat as they are to be connected, positioned to each other. At the intended connection points is each a rotating conical friction body, in particular a fluid drill, under the action of a directed in the direction of the workpiece force on the surface of the workpiece placed. By the frictional heat becomes the workpiece to its flow temperature heated, so that the friction body under continuation the rotation in the workpieces pressed so far into it. This is pressure, feed and speed controlled so that from the displaced material at least of the a workpiece a the second workpiece penetrating cylindrical connecting body is formed. Subsequently, will the from the second workpiece outstanding part of the connecting body by a change the rotational movement of the friction body deformed so that it rests on the surface of the second workpiece Forming bead.

Hierbei ist es insbesondere im Sinne der Erfindung, wenn der Reibkörper nach Erreichen der Fließtemperatur beide Werkstücke vollständig durchdringt und der Verbindungskörper auf der Austrittsseite ausgebildet wird. Dieser zylindrische Körper, der sich aus den verdrängten Materialien beider Werkstücke gebildet hat, wird in einem zweiten Schritt durch eine geänderte Bewegung des Reibkörpers und eine an diesem vorhandene Schulter ausgeweitet und zu einer auf der Austrittsseite aufliegenden Wulst ausgeformt.in this connection it is in particular within the meaning of the invention, when the friction body after Reaching the flow temperature both workpieces Completely penetrates and the connecting body is formed on the exit side. This cylindrical body, the from the repressed ones Materials of both workpieces is formed in a second step by a modified movement of the friction body and one at this existing shoulder extended and to one Formed on the exit side bead formed.

Es ist aber auch im Sinne der Erfindung, wenn der Reibkörper nach Erreichen der Fließtemperatur das in Aufsetzrichtung erste Werkstücke vollständig durchdringt und der Verbindungskörper durch entgegen der Eindringrichtung fließendes Materialien des zweiten Werkstückes auf der Eintrittsseite ausgebildet wird. Auch hier wird der dadurch gebildete zylindrische Körper, der wiederum aus zwei in den Randzonen miteinander verschmolzenen Schichten besteht, anschließend durch eine entsprechend ausgeführte Bewegung des Reibkörpers zu einer auf dem ersten Werkstück aufliegenden Wulst ausgeformt.It But is also within the meaning of the invention, when the friction body after Reaching the flow temperature the first workpieces in the direction of insertion completely penetrates and the connecting body through opposite to the direction of penetration flowing materials of the second workpiece is formed on the entrance side. Here, too, is the result formed cylindrical bodies, which in turn consists of two layers fused together in the border zones exists, then by a correspondingly executed Movement of the friction body to one on the first workpiece formed bead resting.

Eine entsprechende Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass ein Reibkörper in der Form eines bekannten Fließbohrers aus einer dem Werkstück zugewandten überwiegend kegel- oder pyramidenförmigen Spitze (1) und einem daran in Richtung Antrieb anschließenden zylindrischen Führungskörper (2) besteht. Zwischen dem Führungskörper (2) sowie einem, diesen mit dem Antrieb verbindenden Spannschaft (5) ist ein Verbindungssteg (3) angeordnet, dessen Durchmesser zumindest in einem an den Führungskörper (2) anschließenden Bereich gegenüber dem Führungskörper um 5 bis 30 Prozent verringert ist. Der so ausgeführte Reibkörper ist mit einem Antrieb verbunden, durch den der Reibkörper sowohl um die Achse (A1) des Reibkörpers als auch um eine zweite Achse (A2), die zumindest im Bereich des Übergangs von Führungskörper (2) zu Verbindungssteg (3) um einen Betrag von der ersten Achse (A1) abweicht, der annähernd gleich der Differenz zwischen dem Durchmesser des Führungskörpers (2) und dem Verbindungssteg (3) ist, gedreht werden kann.A corresponding device for realizing the method is designed such that a friction body in the form of a known flow drill from a workpiece facing predominantly conical or pyramidal tip ( 1 ) and a subsequent thereto in the direction of the drive cylindrical guide body ( 2 ) consists. Between the guiding body ( 2 ) and a, connecting this with the drive clamping shaft ( 5 ) is a connecting bridge ( 3 ) whose diameter is at least in one of the guide body ( 2 ) subsequent area relative to the guide body is reduced by 5 to 30 percent. The thus executed friction body is connected to a drive, by which the friction body both about the axis (A1) of the friction body and about a second axis (A2), at least in the region of the transition of the guide body ( 2 ) to connecting bridge ( 3 ) differs by an amount from the first axis (A1) which is approximately equal to the difference between the diameter of the guide body ( 2 ) and the connecting bridge ( 3 ), can be turned.

Dabei ist es sowohl im Sinne der Erfindung, wenn die Achse (A2) parallel zur Achse (A1) verläuft, als auch wenn die Achse (A2) unter einem Winkel zur Achse (A1) verläuft, bei dem sich die Achse (A1) mit der Achse (A2) im Bereich der Werkzeugeinspannung kreuzt.there It is both within the meaning of the invention, when the axis (A2) parallel to the axis (A1), as even if the axis (A2) is at an angle to the axis (A1), at the axis (A1) with the axis (A2) in the range of Werkzeuginspannung crosses.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen 1 bis 3 in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.In the following the invention with reference to the drawings 1 to 3 be explained in the form of an embodiment.

Dabei zeigtthere shows

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Reibkörpers, 1 a side view of a friction body according to the invention,

2 die Fertigung eines Verbindungspunktes in verschiedenen Phasen bei vollständiger Durchdringung der zu verbindenden Körper, 2 the production of a connection point in different phases with complete penetration of the bodies to be connected,

3 die Fertigung eines Verbindungspunktes in verschiedenen Phasen bei nur teilweise Durchdringung der zu verbindenden Körper. 3 the production of a connection point in different phases with only partial penetration of the body to be joined.

4 das Aufweiten des Durchzuges mit Hilfe von Werkzeugen, die auf der Durchzugsseite aufgesetzt werden. 4 the widening of the passage with the help of tools that are placed on the pull-through side.

Dabei ist in den 2e bis g dargestellt, wie die Wulst auf der Gegenseite des Werkstückes durch Rotation des Reibkörpers um eine parallel zur Achse A1 angeordnete Achse A2 ausgeformt wird. In der 2h wird angedeutet, wie das Gleiche bei einer zur Achse A1 geneigte Achse A2 erfolgen kann.It is in the 2e to g shown how the bead is formed on the opposite side of the workpiece by rotation of the friction body about an axis A2 arranged parallel to the axis A1. In the 2h indicates how the same thing can be done with an axis A2 inclined to the axis A1.

Ein Reibkörper zur Realisierung besteht aus einer dem Werkstück zugewandten überwiegend kegelförmigen Spitze (1) und einem daran in Richtung Antrieb anschließenden zylindrischen Führungskörper (2). Zwischen dem Führungskörper (2) sowie einem, diesen mit dem Antrieb verbindenden Spannschaft (5) ist ein ebenfalls zylindrischer Verbindungssteg (3) angeordnet, dessen Durchmesser gegenüber dem Führungskörper um 25 % verringert ist. Der so ausgeführte Reibkörper ist mit einem Antrieb verbunden, durch den der Reibkörper sowohl um die Achse (A1) des Reibkörpers als auch um eine zweite Achse (A2), die parallel zur ersten verläuft und um einen Betrag von der ersten Achse (A1) abweicht, der 20% des Durchmesser entspricht, gedreht werden kann.A friction body for the realization consists of a workpiece facing predominantly conical tip ( 1 ) and a subsequent thereto in the direction of the drive cylindrical guide body ( 2 ). Between the guiding body ( 2 ) and a, connecting this with the drive clamping shaft ( 5 ) is a likewise cylindrical connecting web ( 3 ), whose diameter is reduced relative to the guide body by 25%. The friction body designed in this way is connected to a drive by which the friction body deviates both about the axis (A1) of the friction body and about a second axis (A2) which runs parallel to the first and deviates by an amount from the first axis (A1) , which corresponds to 20% of the diameter, can be turned.

Beispiel 1example 1

Um zwei Bleche miteinander zu verbinden, werden diese aufeinander gelegt. An den vorgesehenen Verbindungspunkten wird der um seine Achse A1 rotierende konischer Reibkörper unter Einwirkung einer in Richtung des Werkstückes wirkenden Kraft auf die Oberfläche des Werkstückes aufgesetzt. Durch die Reibungswärme werden die Werkstücke am Aufsetzpunkt auf die Fließtemperatur aufgeheizt, so dass der Reibkörper unter Fortführung der Rotation in die Werkstücke hinein gepresst werden kann. Dabei werden Druck, Vorschub und Drehzahl so gesteuert, dass aus dem verdrängten Material zumindest des einen Werkstückes ein das zweite Werkstück durchdringender zylindrischer Verbindungskörper gebildet wird. Anschließend wird der aus dem zweiten Werkstück herausragende Teil des Verbindungskörpers wie in den Zeichnungen 2e bis 2g zu erkennen ist, durch eine Veränderung des Reibkörpers so verformt, dass er eine auf der Oberfläche des zweiten Werkstückes aufliegende Wulst ausbildet.To connect two sheets together, they are placed on top of each other. At the intended connection points of the rotating about its axis A1 conical friction body is placed under the action of a force acting in the direction of the workpiece force on the surface of the workpiece. Due to the frictional heat, the workpieces are heated at the touchdown point to the flow temperature, so that the friction body can be pressed into the workpieces while continuing the rotation. In this case, the pressure, feed and speed are controlled so that from the displaced material of at least one workpiece a second workpiece penetrating cylindrical connecting body is formed. Subsequently, the protruding from the second workpiece part of the connecting body as in the drawings 2e to 2g can be seen, deformed by a change of the friction body so that it forms a resting on the surface of the second workpiece bead.

Beispiel 2Example 2

Wie in den 3a bis 3d angedeutet, kann mit Hilfe der Erfindung auch ein Blech auf einem massiveren Körper befestigt werden. Dazu wird der rotierende Reibkörper auf die Oberseite des Bleches aufgesetzt. Nach Erreichen der Fließtemperatur durchdringt dieser das aufgesetzte Blech vollständig, wobei sich dieses bereits zu einer Wulst aufwölbt. Beim weiteren Eindringen des Reibkörpers in den massiven Körper und wird auch dessen fließfähig gemachtes Material verdrängt. Dieses tritt durch die Öffnung im aufliegenden Blech aus und bildet den zylindrischen Verbindungskörper. Anschließend wird dieser so gebildete zylindrische Körper, der wiederum aus zwei in den Randzonen miteinander verschmolzenen Schichten besteht, durch eine entsprechend ausgeführte Bewegung des Reibkörpers zu einer auf dem ersten Werkstück aufliegenden Wulst ausgeformt.As in the 3a to 3d indicated, with the help of the invention, a sheet can be mounted on a solid body. For this purpose, the rotating friction body is placed on top of the sheet. After reaching the flow temperature of this penetrates the patch sheet completely, which bulges already to a bead. Upon further penetration of the friction body in the massive body and its flowable material is displaced. This exits through the opening in the resting sheet and forms the cylindrical connecting body. Subsequently, this thus formed cylindrical body, which in turn consists of two fused together in the edge zones layers, by a correspondingly executed movement of the friction body to a on formed bead resting on the first workpiece.

Beispiel 3Example 3

Wie in den 4a bis d angedeutet, können die mit Hilfe des Reibkörpers ausgebildete Durchzüge auch zu einer auf dem Werkstück aufliegenden Wulst geformt werden, in dem nach Abzug des Reibkörpers ein konisches oder als Rotationskörper entsprechend 4b ausgebildetes Werkzeug in die Öffnung des Durchzuges eingeführt wird wodurch die Durchzüge zur Wulst aufgeweitet werden. Ein derartiges Vorgehen ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die zu verbindenden Werkstücke von beiden Seiten zugänglich sind.As in the 4a Indicated to d, the trained with the help of the friction body passages can also be formed to a bead resting on the workpiece, in which after deduction of the friction body, a conical or rotational body accordingly 4b trained tool is inserted into the opening of the passage whereby the passages are widened to the bead. Such a procedure is particularly useful if the workpieces to be joined are accessible from both sides.

Claims

A method for connecting at least two flat workpieces made of materials, which are flowable under pressure and heat with connecting elements, which are formed from the material of the workpieces and these mutually penetrate, characterized in that on the mutually aligned and fixed workpieces to one to the workpiece aligned axis rotating conical friction body, in particular a flow drill, is placed under the action of a force acting in the direction of the workpiece force on the surface of the workpiece, that the workpiece is heated by the frictional heat to its flow temperature, that the friction body while continuing the rotation in the workpieces so is pressed far into that from the displaced material frustoconical passages are formed, wherein the passage formed from the material of a workpiece penetrates the second workpiece, as well as that from the second workpiece ago protruding part of both passages is deformed so that it forms a resting on the surface of the second workpiece bead.

Method according to claim 1, characterized in that that the friction body after reaching the flow temperature both workpieces Completely permeates and the passages be formed on the exit side.

Method according to claim 1, characterized in that that the friction body after reaching the flow temperature at least the first in the direction Aufsetzrichtung work completely penetrates and the passage by opposite to the direction of penetration flowing materials of the second workpiece is formed on the entrance side.

Method according to claim 1, characterized in that that the friction body after penetration of both workpieces and formation of the passages on the Exit side is moved so that it is on the surface of the second workpiece forming resting bead.

Method according to claim 1, characterized in that that the friction body after penetration of both workpieces and formation of the passages on the Entry side is moved so that it is on the surface of the first workpiece forming resting bead.

Method according to claim 1, characterized in that that after the training of the passages, with the help of one on the Exit side of the passages brought up Tool, one on the surface of a workpiece upstanding bead is formed.

Method according to Claims 1 to 6, characterized that at least 1 workpiece an opening has and at least from one workpiece a passage is formed through this opening, so one on the surface of the workpiece with opening upstanding bead is formed.

Device for connecting at least two flat workpieces according to a method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a friction body in the form of a known flow drill from a workpiece facing predominantly conical or pyramidal tip ( 1 ), a subsequent thereto in the direction of drive cylindrical guide body ( 2 ) is formed, that between the guide body ( 2 ) and a, connecting this with the drive clamping shaft ( 5 ), a connecting bridge ( 3 ) is arranged, whose diameter at least in one of the guide body ( 2 ) adjoining the guide body by 5 to 30 percent is reduced, that the friction body is connected to a drive, by which the friction body both about the axis (A1) of the friction body and about a second axis (A2), at least in the area the transition of leadership body ( 2 ) to connecting bridge ( 3 ) differs by an amount from the first axis (A1), which is approximately equal to the difference between the diameter of the guide body ( 2 ) and the connecting bridge ( 3 ) can be set in rotation.

Device according to claim 8, characterized in that the axis (A2) runs parallel to the axis (A1).

Device according to claim 8, characterized in that that the axis (A2) extends at an angle to the axis (A1) at the axis (A1) with the axis (A2) in the range of Werkzeuginspannung crosses.

Device according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that on the outlet side of the passages one or several additional tools are arranged so that they are familiar with Drives so far on the workpiece to be moved, that the passages to one on the workpiece lying bead are deformed.