DE102022003696A1

DE102022003696A1 - METHOD OF MAKING AN ASSEMBLED STATE OF AN ASSEMBLY AND ASSEMBLY

Info

Publication number: DE102022003696A1
Application number: DE102022003696.7A
Authority: DE
Inventors: Marco Schmidberger
Original assignee: NEUMAN ALUMINIUM FLIESSPRESSWERK GmbH
Current assignee: NEUMAN ALUMINIUM FLIESSPRESSWERK GmbH
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2022-10-06
Publication date: 2023-04-13
Also published as: CN115962204A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Montagezustands einer Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme mit einer in einem getrennten Nicht-Montagezustand definierten Innenwand aufweisenden Bauteil und einem im Montagezustand mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axialer Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, bei welchem Verfahren der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Einbringrichtung in die Aufnahme eingebracht wird, wobei ein beim Einbringen des Schaftkörpers radial über die Innenwand der Aufnahme hinausragender erster Schaftbereich des Schaftkörpers während seiner Axialbewegung Material von dieser Innenwand überwiegend axial verdrängt, ein in Einführrichtung gesehen vor dem ersten Schaftbereich gelegener und gegenüber dem ersten Schaftbereich radial zurücktretender zweiter Schaftbereich des Schaftkörpers einen das verdrängte Material aufnehmenden Aufnahmebereich schafft und das darin eintretende verdrängte Material eine einer Bewegung des Schaftkörpers entgegen der Einführrichtung entgegenwirkende Sperre für einen in Einführrichtung gesehen vor dem zweiten Schaftbereich gelegenen und gegenüber dem zweiten Schaftbereich radial vorragenden, aber gegenüber dem ersten Bereich radial zurücktretenden dritten Schaftbereich des Schaftkörpers bildet.The invention relates to a method for producing an assembled state of an assembly with a first component having a receptacle with an inner wall defined in a separate non-assembled state and a second component having a shaft body of axial extent held in the assembled state with a penetration depth in the receptacle, in which method the shaft body is introduced into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial direction of insertion, with a first shaft region of the shaft body protruding radially beyond the inner wall of the receptacle when the shaft body is being inserted displacing material from this inner wall predominantly axially during its axial movement, a seen in the direction of insertion in front of the second shaft region of the shaft body located in the first shaft region and receding radially in relation to the first shaft region creates a receiving region that receives the displaced material and the displaced material entering therein acts as a barrier, counteracting a movement of the shaft body against the direction of insertion, for a shaft located in front of the second shaft region and opposite the second shank area forms a radially projecting third shank area of the shank body, but which is radially receding compared to the first area.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Montagezustands einer Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme mit einer in einem getrennten Nicht-Montagezustand definierten Innenwand aufweisenden Bauteil und einem im Montagezustand mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axialer Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, bei welchem Verfahren der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Einbringrichtung in die Aufnahme eingebracht wird, sowie eine Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme mit einer in einem getrennten Nicht-Montagezustand definierten Innenwand aufweisenden Bauteil und einem einen im Montagezustand der Baugruppe mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axialer Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, wobei der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Einbringrichtung in die Aufnahme einbringbar ist.The invention relates to a method for producing an assembled state of an assembly with a first component having a receptacle with an inner wall defined in a separate non-assembled state and a second component having a shaft body of axial extent held in the assembled state with a penetration depth in the receptacle, in which method the shaft body is introduced into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial direction of insertion, and a subassembly with a first component having a receptacle with an inner wall defined in a separate, non-assembled state and a component with a penetration depth in the receptacle when the subassembly is assembled held shaft body having axial extension having second component, wherein the shaft body can be introduced into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial insertion direction.

Derartige Verfahren und Baugruppen sind selbstverständlich gut bekannt, beispielsweise durch das Einbringen von Stiften, Bolzen oder ähnlichem in Trägerkörper mit einer Bohrung zur Aufnahme des den Schaftkörper aufweisenden (zweiten) Bauteils.Methods and assemblies of this type are of course well known, for example by introducing pins, bolts or the like into carrier bodies with a bore for receiving the (second) component having the shank body.

Die Kräfte, gegen die das zweite Bauteil gegen ein Herausziehen/Auszug aus dem ersten Bauteil gesichert sind, hängen von der Art der Montage/des Montagezustands ab. Bei einem Halten mit noch ausreichendem Spiel sind hierfür Reibungskräfte zu überwinden, für größere Rückhaltekräfte kommen bekannterweise Presssitze zum Einsatz. Doch auch Presssitze liefern je nach beabsichtigter Anwendung ggf. nicht die gewünscht hohen Schwellwerte für eine zum Lösen der Verbindung (Herausziehen des Schaftkörpers) erforderlichen Auszugskraft.The forces against which the second component is secured against being pulled out/extracted from the first component depend on the type of assembly/the state of assembly. When holding with sufficient play, frictional forces have to be overcome for this purpose, and press fits are known to be used for larger retaining forces. However, depending on the intended application, even press fits may not provide the desired high threshold values for a pull-out force required to release the connection (pulling out the socket body).

US 2007/0226984 A1 offenbart ein Montageverfahren, bei dem nach Einbringen des zweiten Bauteils in das erste Bauteil ein ringnutartiger Bereich des zweiten Bauteils durch plastische Verformung des ersten Bauteils mit Material des ersten Bauteils gefüllt wird, um axiale Sicherungskräfte zu erhöhen. Hierzu erfolgt die Verdrängung des Materials des zweiten Bauteils mit einem Werkzeugstempel unter Einsatz eines Gegenhalters. US 2007/0226984 A1 discloses an assembly method in which, after the second component has been introduced into the first component, an annular groove-like region of the second component is filled with material of the first component by plastic deformation of the first component in order to increase axial securing forces. For this purpose, the material of the second component is displaced with a tool stamp using a counterholder.

In DE 10108189 C2 kommt ebenfalls ein Werkzeug, hier ein Verstemmstempel zum Einsatz. Nach Einführung des zweiten Bauteils in ein Gehäuse (in 1 unten dieser Druckschrift von rechts nach links) wird die hintere Gehäusestirnseite mit dem Verstemmstempel entgegen der Einführrichtung kraftbeaufschlagt, so dass eine im ersten Bauteil gebildete Ringnut mit Material gefüllt wird, wie in 1 dieser Druckschrift in der obigen Darstellung zu sehen ist.In EN10108189 C2 a tool is also used, here a caulking stamp. After inserting the second component into a housing (in 1 bottom of this publication from right to left) the rear end face of the housing is subjected to a force with the caulking stamp against the direction of insertion, so that an annular groove formed in the first component is filled with material, as in 1 of this publication can be seen in the illustration above.

In DE 10 2011 008 168 A1 ist dagegen eine Variante offenbart, bei der das zweite Bauteil im Axialschnitt T-förmig ist, und in der Radialebene an der Unterseite des Querbalkens des „T“ gebildete, radial vom Schaftkörper beabstandete Vorsprünge das Material des aufnehmenden ersten Bauteils plastisch verformen und zu einem Halsbereich des Schaftkörpers hin drängen, wodurch ein in Einführrichtung vorderer Teil des Schaftkörpers mit größerem Durchmesser gegen ein Herausziehen gesichert wird. Im Vergleich zu den oben genannten Dokumenten übernehmen die radial vom Schaftkörper beabstandeten Vorsprünge an der Radialfläche des Flansches somit die bei den obigen Druckschriften von dem Pressstempel/Verstemmstempel eingenommene Rolle.In DE 10 2011 008 168 A1 On the other hand, a variant is disclosed in which the second component is T-shaped in axial section, and projections formed in the radial plane on the underside of the crossbar of the "T" and spaced radially from the shaft body plastically deform the material of the receiving first component and form a neck area of the shaft body, whereby a part of the shaft body which is at the front in the insertion direction and has a larger diameter is secured against being pulled out. In comparison to the above-mentioned documents, the projections on the radial surface of the flange, which are spaced radially from the shaft body, thus assume the role assumed by the press stamp/caulking stamp in the above publications.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine zufriedenstellende Kombination aus Einfachheit und Universalität zu verbessern.The object of the invention is to improve a method of the type mentioned at the outset with regard to a satisfactory combination of simplicity and universality.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass ein beim Einbringen des Schaftkörpers radial über die Innenwand der Aufnahme hinausragender umfänglicher erster Bereich (Schaftbereich) des Schaftkörpers während seiner Axialbewegung Material von dieser Innenwand überwiegend axial verdrängt, ein in Einführrichtung gesehen vor dem ersten Bereich gelegener und gegenüber dem ersten Bereich radial zurücktretender zweiter umfänglicher Bereich (Schaftbereich) des Schaftkörpers einen das verdrängte Material aufnehmenden Aufnahmebereich schafft und das darin eintretende verdrängte Material eine einer Bewegung des Schaftkörpers entgegen der Einführrichtung entgegenwirkende Sperre für einen in Einführrichtung gesehen vor dem zweiten Bereich gelegenen und gegenüber dem zweiten Bereich radial vorragenden, aber gegenüber dem ersten Bereich radial zurücktretenden dritten umfänglichen Bereich (Schaftbereich) des Schaftkörpers bildet.This object is achieved from a procedural point of view by a further development of the method of the type mentioned at the outset, which is essentially characterized in that a peripheral first region (shank region) of the socket body, which protrudes radially beyond the inner wall of the receptacle when the socket body is inserted, removes material from this inner wall is displaced predominantly axially, a second peripheral area (shank area) of the socket body, which is located in front of the first area and is radially receding from the first area, creates a receiving area that receives the displaced material and the displaced material entering therein causes a movement of the socket body against the Insertion counteracting lock for a viewed in the insertion direction located in front of the second area and opposite the second area radially projecting, but opposite the first area radially receding third peripheral area (shank area) of the shaft body forms.

Der erste Bereich, der dann im Montagezustand der nach der axialen Materialverschiebung erzeugten Innenwand radial von innen zugewandt ist, schiebt somit während seiner Axialbewegung Material von der Innenwand des ursprünglichen Nicht-Montagezustands vor sich her, welches in den Aufnahmebereich eindringt und im Verlauf der Axialbewegung bis hin zur finalen Eindringtiefe einen sich vergrößernden und axial weitergeschobenen Materialbereich bis hin zur Bildung der Sperre bei Erreichen der Eindringtiefe bildet.The first area, which then faces radially from the inside in the assembled state of the inner wall produced after the axial material displacement, thus pushes material from the inner wall of the original non-assembled state in front of it during its axial movement, which penetrates into the receiving area and in the course of the axial movement to towards the final penetration depth an increasing and axially pushed mate rial area up to the formation of the barrier when the penetration depth is reached.

Man nutzt somit die Fließfähigkeit des Materials des ersten Bauteils über längere Axialstrecken hinaus aus, um durch den Schaftkörper selbst die Sperre aufzubauen, ohne zusätzlichem Werkzeugkörper und ohne konstruktiver Gestaltungen, etwa die der radial vom Schaftkörper beabstandeten zusätzlichen Vorsprünge an einer Schaftkopfunterseite zu bedürfen. Die Axialposition der Sperre ist somit im Wesentlichen durch die Übergänge von erstem zu zweitem zu drittem Bereich festgelegt und liegt nicht an der Mündungsöffnung der Aufnahme, sondern ist in eine gewünschten Tiefe gelegt, entsprechend der weiter unten auch angegebenen bevorzugten Gestaltungen. Das zweite Bauteil kann (demnach) auch noch weitere, mit dem Schaftkörper insbesondere einstückig verbundene Komponenten aufweisen oder auch nur aus dem Schaftkörper bestehen.The flowability of the material of the first component is thus utilized over longer axial distances in order to construct the lock through the shank body itself, without requiring an additional tool body and without constructive designs, such as the additional projections on a shank head underside radially spaced apart from the shank body. The axial position of the barrier is thus essentially defined by the transitions from the first to the second to the third area and does not lie at the mouth opening of the receptacle, but is placed at a desired depth, corresponding to the preferred designs also given below. The second component can (accordingly) also have other components that are connected to the socket body, in particular in one piece, or can consist only of the socket body.

Die Montagekraft wird von Material, Größe, Gestalt der Bauteile und radialem Übertritt des ersten Bereichs abhängen und idealerweise möglichst gering wählbar sein. Insbesondere für sehr kleindimensionierte Schaftkörper ist in einer bevorzugten Verfahrensgestaltung vorgesehen, dass die axiale Montagekraft pro Querschnittsfläche des Material verdrängenden ersten Bereichs in N pro mm² größer ist als 200, bevorzugt größer als 400, insbesondere größer als 800, und/oder geringer ist als 3000, bevorzugt als 2400, insbesondere als 2000.The assembly force will depend on the material, size, shape of the components and the radial transition of the first area and ideally can be selected to be as low as possible. In particular for shaft bodies with very small dimensions, a preferred method design provides that the axial assembly force per cross-sectional area of the material-displacing first region in N per mm ² is greater than 200, preferably greater than 400, in particular greater than 800, and/or less than 3000 , preferably as 2400, in particular as 2000.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich die Material verdrängende Axialbewegung des ersten Bereichs über eine axiale Höhe von wenigstens 20%, bevorzugt von wenigstens 30%, insbesondere von wenigstens 40% der Querabmessung der Querschnittsöffnung der Aufnahme des ersten Bauteils und/oder um wenigstens 0,6 mm, bevorzugt wenigstens 1 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm erstreckt (bei nicht-kreisförmigen Querschnittsformen gilt der Durchmesser einer zur Querschnittsfläche flächengleichen Kreisfläche als Querabmessung). Die Einbringbewegung zur Schaffung der Sperre ist bevorzugt unidirektional und erfolgt ohne Bewegungsrichtungswechsel.In a further preferred embodiment, it is provided that the material-displacing axial movement of the first region extends over an axial height of at least 20%, preferably at least 30%, in particular at least 40% of the transverse dimension of the cross-sectional opening of the receptacle of the first component and/or at least 0.6 mm, preferably at least 1 mm, in particular at least 1.4 mm (in the case of non-circular cross-sectional shapes, the diameter of a circular area with the same area as the cross-sectional area applies as the transverse dimension). The introduction movement to create the barrier is preferably unidirectional and takes place without changing the direction of movement.

Die Schaftbereiche sind in Umfangsrichtung ausgedehnte, nicht aber zwingend über 360° ausgedehnte Oberflächenbereiche des Schaftkörpers, die sich auch über mehrere umfänglich beabstandete Teilbereiche erstrecken können.The shank areas are surface areas of the shank body that extend in the circumferential direction, but do not necessarily extend over 360°, which can also extend over a number of circumferentially spaced partial areas.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht stellt die Erfindung bereit eine Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme mit einer in einem getrennten Nicht-Montagezustand definierten Innenwand aufweisenden Bauteil und einem im Montagezustand der Baugruppe mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axialer Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, wobei der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Einbringrichtung in die Aufnahme einbringbar ist, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schaftkörper einen beim Einbringen radial über eine die Innenwand hinausragenden und während seiner Axialbewegung Material von dieser Innenwand überwiegend axial verdrängenden umfänglichen ersten Bereich, einen in Einbringrichtung gesehen vor dem ersten Bereich gelegenen, gegenüber dem ersten Bereich radial zurücktretenden und einen das verdrängte Material aufnehmenden Aufnahmebereich schaffenden zweiten umfänglichen Bereich, sowie einen gegenüber dem zweiten Bereich radial vorragenden aber gegenüber dem ersten Bereich radial zurücktretenden dritten umfänglichen Bereich aufweist, für welchen das in dem Aufnahmebereich eingedrungene verdrängte Material im Montagezustand der Baugruppe eine einer Bewegung des Schaftkörpers entgegen der Einführrichtung entgegenwirkende Sperre bildet.In terms of device technology, the invention provides an assembly with a first component having a receptacle with an inner wall defined in a separate, non-assembled state and a second component having a shaft body of axial extension held in the receptacle with a penetration depth in the assembled state of the assembly, the shaft body can be inserted into the receptacle in the axial direction of insertion by means of an applied axial assembly force, which is essentially characterized in that the shaft body has a peripheral first region that protrudes radially beyond the inner wall during insertion and predominantly axially displaces material from this inner wall during its axial movement, an in insertion direction located in front of the first area, radially receding from the first area and creating a receiving area that receives the displaced material, as well as a third circumferential area that projects radially from the second area but recedes radially from the first area, for which the in displaced material that has penetrated the receiving area forms a barrier that counteracts a movement of the shaft body against the direction of insertion when the assembly is in the assembled state.

Die Vorteile dieser Baugruppe ergeben sich aus der einfachen und universellen Herstellbarkeit des Montagezustands hinsichtlich der Erzeugung und Axialpositionierung der Sperre.The advantages of this assembly result from the simple and universal manufacturability of the assembled state with regard to the generation and axial positioning of the lock.

Der radiale Überstand des ersten Bereichs wird passend zu Material, Fließfähigkeit des ersten Bauteils und eingesetzter Montagekraft geeignet gewählt, wie ohne Weiteres zu verstehen ist. In einer bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass der radiale Überstand des ersten Bereichs größer ist als 0,02 mm, bevorzugt größer als 0,03 mm, insbesondere größer als 0,04 mm, und/oder geringer ist als 4 mm, bevorzugt als 2,4 mm, insbesondere als 1,2 mm.The radial overhang of the first area is suitably selected to match the material, the flowability of the first component and the assembly force used, as can be readily understood. A preferred design provides that the radial overhang of the first area is greater than 0.02 mm, preferably greater than 0.03 mm, in particular greater than 0.04 mm, and/or less than 4 mm, preferably less than 2 .4 mm, in particular as 1.2 mm.

In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt vorgesehen, dass der radiale Rücktritt des dritten Bereichs gegenüber dem ersten umfänglichen Bereich größer ist als 0,02 mm, bevorzugt als 0,03 mm, insbesondere als 0,04 mm, und/oder geringer ist als 6 mm, bevorzugt als 4,8 mm, insbesondere als 3,6 mm.In this context, it is also preferably provided that the radial recess of the third area compared to the first circumferential area is greater than 0.02 mm, preferably 0.03 mm, in particular 0.04 mm, and/or less than 6 mm , preferably as 4.8 mm, in particular as 3.6 mm.

Für eine stabile Halterung des Schaftkörpers in Kombination mit zufriedenstellend hohen erforderlichen Auszugkräften wird bevorzugt, dass der zweite umfängliche Bereich in Einführrichtung gesehen tiefer liegt als 16%, bevorzugt als 24%, weiter bevorzugt als 32%, insbesondere als 40%, sogar 50% oder 60% der gesamten Eindringtiefe des Schaftkörpers, und/oder bei dem sich die materialverdrängende Axialbewegung des ersten Bereichs über eine axiale Höhe von wenigstens 20%, bevorzugt von wenigstens 30%, insbesondere von wenigstens 40% der Querabmessung der Querschnittsöffnung der Aufnahme des ersten Bauteils und/oder um wenigstens 0,6 mm, bevorzugt wenigstens 1 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm erstreckt.For a stable mounting of the socket body in combination with satisfactorily high required extraction forces, it is preferred that the second peripheral area, viewed in the direction of insertion, is lower than 16%, preferably than 24%, more preferably than 32%, in particular than 40%, even 50% or 60% of the total penetration depth of the shaft body, and/or in which the material-displacing axial movement of the first area extends over an axial height of at least 20%, preferably at least 30%, in particular at least 40% of the transverse dimension of the cross-sectional opening tion of the receptacle of the first component and/or by at least 0.6 mm, preferably at least 1 mm, in particular at least 1.4 mm.

Mit Blick auf das Erreichen möglichst hoher Auszugskräfte ist weitergehend bevorzugt vorgesehen, dass der im Montagezustand der dritte Bereich im Wesentlichen spielfrei bzw. im Presssitz mit der Aufnahme des ersten Bauteils steht oder mit einem Radialspiel, das bevorzugt geringer ist als das Produkt aus dem Radialüberstand des umfänglichen ersten Bereichs mit der Eindringtiefe des zweiten umfänglichen Bereichs im Montagezustand und dem Kehrwert der Axialausdehnung des zweiten Bereichs, weiter bevorzugt geringer als 4/5 dieses Produkts, weiter bevorzugt als 2/3 dieses Produkts, insbesondere als 1/2 dieses Produkts. Bevorzugt beträgt die zum Herausziehen des zweiten Bauteils erforderliche Auszugskraft wenigstens 80 N, weiter bevorzugt wenigstens 120 N, insbesondere wenigstens 200 N. Desweiteren ist der Quotient aus dieser Auszugskraft und der Querschnittsfläche des Schaftkörpers im ersten Schaftbereich bevorzugt grösser als 10 MPa, weiter bevorzugt grösser als 30 MPa, nochmals weiter bevorzugt grösser als 50 MPa, insbesondere grösser als 70 MPa.With a view to achieving the highest possible pull-out forces, it is further preferred that, in the mounted state, the third area is essentially free of play or in a press fit with the receptacle of the first component or with a radial play that is preferably less than the product of the radial overhang of the peripheral first area with the penetration depth of the second peripheral area in the assembled state and the reciprocal of the axial extent of the second area, more preferably less than 4/5 of this product, more preferably than 2/3 of this product, in particular as 1/2 of this product. The pull-out force required to pull out the second component is preferably at least 80 N, more preferably at least 120 N, in particular at least 200 N. Furthermore, the quotient of this pull-out force and the cross-sectional area of the socket body in the first socket area is preferably greater than 10 MPa, more preferably greater than 30 MPa, even more preferably greater than 50 MPa, in particular greater than 70 MPa.

Im Hinblick auf die Gestaltung des ersten Bereichs zur Materialverdrängung ist bevorzugt eine Gestaltung vorgesehen, bei der im Axialschnitt gesehen, der erste Bereich zum zweiten Bereich unter einem Winkel zur Einbringrichtung von größer als 5°, bevorzugt größer als 10°, insbesondere größer als 15° und/oder kleiner als 160°, bevorzugt kleiner als 135°, insbesondere kleiner als 110° verläuft. Dieser Winkel, unter dem der Übergang vom ersten zum zweiten Schaftbereich verläuft, ist nochmals weiter bevorzugt kleiner als 90°, weiter bevorzugt kleiner als 80°, insbesondere kleiner als 70°, sogar kleiner als 60°.With regard to the design of the first area for material displacement, a design is preferably provided in which, viewed in axial section, the first area faces the second area at an angle to the direction of insertion of greater than 5°, preferably greater than 10°, in particular greater than 15° and/or less than 160°, preferably less than 135°, in particular less than 110°. This angle, at which the transition from the first to the second shaft region runs, is again preferably less than 90°, more preferably less than 80°, in particular less than 70°, even less than 60°.

In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass der Schaftkörper einen axial über die Öffnung der Aufnahme des ersten Bauteils hinaus freistehenden Bereich aufweist, das zweite Bauteil bevorzugt insgesamt schaftförmig ist und bevorzugt ein Kontaktstift ist, und insbesondere eine ggf. vorliegende axiale Anlage eines etwaigen Flansches an einer sich radial und umfänglich erstreckenden Berandungsfläche der Mündungsöffnung der Aufnahme höchstens anliegt, jedoch ohne dortige Materialverdrängung.In a further preferred embodiment, it is provided that the shaft body has a region that protrudes axially beyond the opening of the receptacle of the first component, the second component is preferably shaft-shaped overall and is preferably a contact pin, and in particular a possible axial contact of any flange at most abuts against a radially and circumferentially extending boundary surface of the mouth opening of the receptacle, but without displacement of material there.

Hinsichtlich des Materials des ersten Bauteils ist ein metallisches Material vorgesehen, bevorzugt ein fließpressfähiges Material. Bevorzugt weist das Material eines oder mehrere der Metalle Aluminium, Magnesium und Kupfer auf, und besteht insbesondere aus einer Legierung mit einem dieser Metalle als Hauptbestandteil. Besonders bevorzugt ist das erste Bauteil ein umgeformtes Bauteil, insbesondere fließgepresstes Bauteil, weiter bevorzugt ein kaltumgeformtes Bauteil, insbesondere kaltfließgepresstes Bauteil. Bei dem aufnehmenden Material kann es sich somit in einer konkreten Ausführungsform um ein fließgepresstes Bauteil insbesondere aus Leichtmetall, etwa aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung handeln, oder aus einem anderen Metall z.B. Kupfer oder Magnesium enthalten bzw. aus einer entsprechenden Legierung bestehen.With regard to the material of the first component, a metallic material is provided, preferably an extrudable material. The material preferably has one or more of the metals aluminum, magnesium and copper and consists in particular of an alloy with one of these metals as the main component. The first component is particularly preferably a formed component, in particular an extruded component, more preferably a cold-formed component, in particular a cold-extruded component. In a specific embodiment, the receiving material can therefore be an extruded component, in particular made of light metal, such as aluminum or an aluminum alloy, or made of another metal, e.g. containing copper or magnesium, or consist of a corresponding alloy.

Die Aufnahme im ersten Bauteil kann in einer Ausführungsform in Form einer zylindrischen Bohrung vorgesehen sein. Die Bohrung kann, wie auch weiter unten gezeigt, eine Sacklochbohrung sein.In one embodiment, the receptacle in the first component can be provided in the form of a cylindrical bore. As also shown below, the hole can be a blind hole.

Es versteht sich, dass bei dieser Erfindungsgestaltung das zweite Bauteil härter ist als das erste Bauteil, um das Material des ersten Bauteils verdrängen zu können (und nicht umgekehrt). Diesbezüglich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Material des zweiten Bauteils eine um wenigstens 8%, bevorzugt wenigstens 16%, insbesondere wenigstens 24% höhere Härte aufweist als das erste Bauteil.It goes without saying that in this configuration of the invention the second component is harder than the first component in order to be able to displace the material of the first component (and not vice versa). In this regard, it is preferably provided that the material of the second component has a hardness that is at least 8%, preferably at least 16%, in particular at least 24% higher than that of the first component.

Bevorzugt ist ein sehr klein dimensionierter Schaftkörper vorgesehen, der einen Durchmesser im einstelligen Millimeter-Bereich aufweist, welcher sogar geringer als 3, insbesondere als 2, sogar geringer sein kann als 1,7 mm. Bevorzugt ist der Schaftkörper nicht hohl, sondern aus Vollmaterial gebildet. So kann das zweite Bauteil ein Kontaktstift sein. Mit einem Kontaktstift lässt sich ein Kontakt mit einem weiteren (dritten) Bauteil herstellen, welches eine zum Kontaktstift passende Aufnahme aufweist, und so eine Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem weiteren Bauteil hergestellt werden. Das erste Bauteil stellt dann einen Träger für das weitere Bauteil dar. Zudem kann das erste Bauteil Bestandteil eines das weitere Bauteil schützenden Gehäuses sein.A shaft body with very small dimensions is preferably provided, which has a diameter in the single-digit millimeter range, which can even be less than 3, in particular less than 2, even less than 1.7 mm. The shaft body is preferably not hollow but formed from solid material. The second component can thus be a contact pin. A contact pin can be used to establish contact with a further (third) component, which has a receptacle that matches the contact pin, and a connection can thus be established between the first component and the further component. The first component then represents a carrier for the further component. In addition, the first component can be part of a housing that protects the further component.

Bei Realisierung des Schaftkörpers als Kontaktstift könnte dieser in einer konkreten Ausführungsform etwa aus Kupfer mit einer Nickel- und/oder Zinn aufweisenden Beschichtung sein. Jedoch ist die Materialwahl für den Kontaktstift nicht zwingend eingeschränkt, es könnte sich auch um grundsätzlich auch um ein anderes Material, bevorzugt metallisches Material handeln, das eine höhere Härte als das Material des aufnehmenden Bauteils aufweist, z.B. Messing. Eine Beschichtung könnte in einer anderen Ausführungsform auch weggelassen werden, insbesondere wenn z.B. eine Formschluss-Passung oder Presspassung für den Kontakt des Kontaktstifts genügt. Die Nickel und/oder Zinn aufweisende Beschichtung eignet sich als lötbares Material dagegen für einen festeren Kontakt über eine gelötete Verbindung. In weiteren Ausführungsformen könnte die Beschichtung auch andere lötbare Materialen aufweisen oder daraus bestehen, einzeln oder als Legierung mit weiteren bereits genannten Bestanteilen Nickel und/oder Zinn. Auch an andere thermische Behandlungen zur Kontaktverbesserung über eine Klebeschicht wird gedacht, z.B. (An-) Schmelzen, und in diesem Zusammenhang auch an Kunststoffmaterialien, etwa Thermoplaste, für den Kontaktstift.If the shaft body is implemented as a contact pin, in a concrete embodiment it could be made of copper with a coating containing nickel and/or tin. However, the choice of material for the contact pin is not necessarily limited; it could also be a different material, preferably a metallic material, which is harder than the material of the receiving component, eg brass. In another embodiment, a coating could also be omitted, in particular if, for example, a positive fit or press fit is sufficient for the contact of the contact pin. The coating containing nickel and/or tin, on the other hand, is suitable as a solderable material for a firmer contact via a soldered connection. In further embodiments, the coating could also be other solderable Have materials or consist of them, individually or as an alloy with other constituents already mentioned, nickel and/or tin. Other thermal treatments to improve contact via an adhesive layer are also being considered, for example (partial) melting, and in this context also plastic materials, such as thermoplastics, for the contact pin.

Neben diesen Möglichkeiten eines durch den Kontaktstift vermittelten mechanischen Kontakts kann auch an eine vermittelte elektrische Kontaktierung gedacht werden. Ist etwa das weitere Bauteil mehrkomponentig mit stromführenden Komponenten, könnte über den Kontaktstift bzw. seine Beschichtung auch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Komponenten geschaffen werden. Über die Beschichtung könnte auch eine Kontaktkorrosionsgefahr gemindert werden. Sollten dagegen anwendungsbedingt dagegen Aspekte erforderlicher elektrischer Isolierung von Bedeutung sein, könnte der Kontaktstift z.B. auch aus einem keramischen Material gebildet sein. Insoweit sind mannigfaltige Anwendungen denkbar. Z.B. sind Batterieanwendungen denkbar, das weitere Bauteil könnte ein Bestandteil eines Batteriesystems sein. Das weitere Bauteil könnte ein Elektronikbauteil vielfältiger Anwendung beinhalten oder sein, einschließlich einer elektrischen Kontaktierung, oder ein auch solches Elektronikbauteil, mit rein mechanischer über den Kontaktstift vermittelten Verbindung. Das weiter Bauteil könnte auch ein mechanisches Bauteil sein, mechanisch über den Kontaktstift in Kontakt mit dem ersten Bauteil.In addition to these possibilities of a mechanical contact mediated by the contact pin, mediated electrical contacting can also be considered. If, for example, the additional component has multiple components with current-carrying components, an electrically conductive connection between the components could also be created via the contact pin or its coating. The risk of contact corrosion could also be reduced via the coating. If, on the other hand, aspects of required electrical insulation are of importance due to the application, the contact pin could also be made of a ceramic material, for example. In this respect, diverse applications are conceivable. For example, battery applications are conceivable, the additional component could be part of a battery system. The further component could contain or be an electronic component of diverse application, including an electrical contact, or also such an electronic component with a purely mechanical connection mediated via the contact pin. The further component could also be a mechanical component, mechanically in contact with the first component via the contact pin.

Des Weiteren stellt die Erfindung unter Schutz die Bereitstellung einer derartigen Baugruppe und auch ein zweites Bauteil einer solchen Baugruppe, und gezielt für eine derartige Bereitstellung vorgesehen bereitgestellt.Furthermore, the invention protects the provision of such an assembly and also a second component of such an assembly, and specifically provided for such provision.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Baugruppe, bei dem das erste Bauteil aus einem weicheren Material als das zweite Bauteil ist.In a further aspect, the invention also relates to a corresponding method and a corresponding assembly, in which the first component is made of a softer material than the second component.

Für diesen Fall ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zur Herstellung eines Montagezustands einer Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme aufweisenden Bauteil und einem im Montagezustand mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axiale Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, bei welchem Verfahren der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Einbringrichtung in die Aufnahme eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand der Aufnahme einen mündungsöffnungsfernen ersten Bereich aufweist, der radial nach innen über den Schaftmantel des Schaftkörpers im Nicht-Montagezustand vorragt, einen mündungsöffnungsnahen dritten Bereich aufweist, der gegenüber dem ersten Bereich radial nach außen zurücktritt und den Schaftkörper passieren lässt, und einen axial zwischen dem ersten und dem dritten Bereich gelegenen zweiten Bereich aufweist, der gegenüber dem ersten und dem dritten Bereich radial nach außen zurücktritt, sowie eine Baugruppe mit einem ersten, eine Aufnahme aufweisenden Bauteil und einem im Montagezustand der Baugruppe mit einer Eindringtiefe in der Aufnahme gehaltenen Schaftkörper axialer Erstreckung aufweisenden zweiten Bauteil, wobei der Schaftkörper durch eine aufgebrachte axiale Montagekraft in axialer Eindringrichtung in die Aufnahme einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Aufnahme einen mündungsöffnungsfernen ersten Bereich aufweist, der radial über den Schaftmantel im getrennten Nicht-Montagezustand radial nach innen hinausragt und während der Axialbewegung des Schaftkörpers Material von dem Schaftmantel überwiegend axial verdrängt, einen mündungsöffnungsnahen dritten Bereich, der gegenüber dem ersten Bereich radial nach außen zurücktritt und den Schaftkörper bei seiner Einbringbewegung passieren lässt, und einen axial zwischen dem ersten und dritten Bereich gelegenen zweiten Bereich aufweist, der gegenüber dem dritten und zweiten Bereich radial nach außen zurücktritt und vom ersten Bereich verdrängtes Material des Schaftkörpers zur Bildung einer der Bewegung des Schaftkörpers entgegen der Einbringrichtung entgegenwirkende Sperre bildet, und die weiteren oben erläuterten Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung gelten entsprechend angepasst für diesen Fall „umgekehrter“ Härtekonstellation.For this case, the invention provides a method for producing an assembled state of an assembly with a first component having a receptacle and a second component having an axial extension and held in the assembled state with a penetration depth in the receptacle, in which method the shaft body is affixed by an applied axial assembly force is introduced into the receptacle in the axial direction of insertion, characterized in that an inner wall of the receptacle has a first region remote from the orifice opening, which projects radially inward beyond the shaft casing of the shaft body in the non-assembled state, has a third region near the orifice opening, which is radially opposite to the first region outwardly receding and allowing passage of the stem body, and having a second region axially intermediate the first and third regions and radially outwardly recessed from the first and third regions, and an assembly having a first, socket-containing component and a in the assembled state of the assembly, the second component has a penetration depth of axial extent in the shaft body held in the receptacle, wherein the shaft body can be introduced into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial direction of penetration, characterized in that the inner wall of the receptacle has a first area remote from the orifice opening, which protrudes radially inwards beyond the shank jacket in the separate, non-assembled state and, during the axial movement of the shank body, displaces material from the shank jacket predominantly axially, a third area near the orifice opening, which recedes radially outwards compared to the first area and allows the shank body to pass during its insertion movement, and a second area located axially between the first and third areas, which recedes radially outwards compared to the third and second areas and forms material of the socket body displaced by the first area to form a barrier that counteracts the movement of the socket body against the direction of insertion, and the others The features and aspects of the invention explained above are appropriately adapted for this case of “reversed” hardness constellation.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen

1 drei Momentaufnahmen eines Einbringvorgangs zur Montage einer Baugruppe zeigt, und zwar in 1A eine Momentaufnahme ab welcher durch die weitere Einbringbewegung eine axiale Materialverdrängung beginnt, in 1 B eine Zwischenmomentaufnahme auf ca. halber Eindringtiefe, und in 1C den Montagezustand zeigt,
2A, 2B und 2C jeweils vergrößerte Teildarstellungen der in den 1A, 1B und 1C angezeigten Bereiche A, B, C zeigt,
3 eine nochmals vergrößerte Darstellung von 2A ist, zur Definition von Radialabmessungen, und
4 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs von 1C ist, zur Definition von Axialabmessungen.

Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description with reference to the attached figures, of which

1 shows three snapshots of an insertion process for assembly of an assembly, namely in 1A a snapshot from which an axial displacement of material begins as a result of the further insertion movement, in 1 B an intermediate snapshot at about half the penetration depth, and in 1C shows the assembly status,
2A , 2 B and 2C each enlarged partial representations in the 1A , 1B and 1C displayed areas A, B, C,
3 an enlarged view of 2A is, to define radial dimensions, and
4 a further enlarged view of a portion of 1C is, to define axial dimensions.

In 1 sind von links nach rechts drei Momentaufnahmen eines Montagevorgangs zum Einbringen eines (zweiten) Bauteils 120, hier in Form eines Kontaktstifts 20 in die Aufnahme eines aufnehmenden Bauteils 10 dargestellt. Dabei ist in 1C der finale Montagezustand der aus den Teilen 10 und 20 gebildeten Baugruppe 100 dargestellt, bei der der Kontaktstift 20 mit Endeindringtiefe zf entlang der Einbringrichtung Z in der Aufnahme 40 des Bauteils 10 (das in den Figuren mit dem Bezugszeichen 10 versehene Material könnte etwa ein Bereich eines Bodens eines Gehäuses sein) aufgenommen ist, welche Aufnahme 40 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer zylindrischen Bohrung vorgesehen ist. Wie in den Figuren erkennbar, ist die Bohrung in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sacklochbohrung.In 1 are from left to right three snapshots of an assembly process for introducing a (second) component 120, shown here in the form of a contact pin 20 in the receptacle of a receiving component 10. where is in 1C the final assembly state of the assembly 100 formed from the parts 10 and 20 is shown, in which the contact pin 20 with the final penetration depth zf along the insertion direction Z in the receptacle 40 of the component 10 (the material provided with the reference number 10 in the figures could be an area of a Be bottom of a housing) is added, which receptacle 40 is provided in the present embodiment in the form of a cylindrical bore. As can be seen in the figures, the hole in the illustrated embodiment is a blind hole.

Es versteht sich jedoch, dass die Querschnittsform der Aufnahme, obwohl die zylindrische Aufnahmeform eine der bevorzugten Ausführungsformen ist, nicht weitergehend eingeschränkt ist, und die Aufnahme auch jegliche andere Querschnittsform aufweisen könnte, wie etwa eine quadratische, rechteckige, polygonale, elliptische, oder anderweitige unregelmäßige Querschnittsform.However, it should be understood that although the cylindrical shape of the socket is one of the preferred embodiments, the cross-sectional shape of the socket is not particularly limited, and the socket could also have any other cross-sectional shape, such as square, rectangular, polygonal, elliptical, or other irregular cross-sectional shape.

Des Weiteren versteht sich, dass der Schaft, in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Kontaktstift 20 gebildet, an die Querschnittsform der Aufnahme 40 angepasst sein kann, und auch ebenfalls über einen umfänglichen Teilbereich gesehen angepasst ist, aber die Aufnahme 40 nicht zwingend gänzlich ausfüllen muss.Furthermore, it goes without saying that the shank, formed by a contact pin 20 in this exemplary embodiment, can be adapted to the cross-sectional shape of the receptacle 40 and can also be adapted over a peripheral partial area, but does not necessarily have to completely fill the receptacle 40 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein sehr klein dimensionierter Schaftkörper 20 vorgesehen, der einen Durchmesser im einstelligen Millimeter-Bereich aufweist, welcher sogar geringer als 3, insbesondere als 2, sogar geringer sein kann als 1,7 mm, und als Kontaktstift genutzt wird. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung, obwohl oben genannte Kleinabmessungen zu den bevorzugten Ausgestaltungen zählen, nicht auf bestimmte Größenskalen eingeschränkt ist, und auch größere Schaftkörper von einer Durchmesser-Größenordnung von cm, oder höher zur Anwendung kommen können.In the present exemplary embodiment, a very small dimensioned shaft body 20 is provided, which has a diameter in the single-digit millimeter range, which can even be less than 3, in particular than 2, even less than 1.7 mm, and is used as a contact pin. It goes without saying, however, that the invention is not restricted to specific size scales, although the small dimensions mentioned above are among the preferred embodiments, and larger shaft bodies with a diameter of the order of cm or higher can also be used.

Auch ist die beispielhafte Darstellung des Schaftkörpers als Kontaktstift, in diesem konkreten Ausführungsbeispiel etwa aus Kupfer mit einer Nickel- und/oder Zinn aufweisenden Beschichtung nicht materialmäßig eingeschränkt, es könnte sich auch um grundsätzlich jegliches andere Material, bevorzugt metallisches Material handeln, das eine höhere Härte als das Material des aufnehmenden Bauteils 10 aufweist.Also, the exemplary representation of the shaft body as a contact pin, in this specific exemplary embodiment made of copper with a coating containing nickel and/or tin, is not restricted in terms of material; it could also be any other material, preferably metallic material, that has a higher hardness as the material of the female member 10.

Bei dem aufnehmenden Material 10 handelt es sich im konkreten Ausführungsbeispiel um ein fließgepresstes Bauteil aus einer Aluminiumlegierung, es könnte sich jedoch auch um ein anderes metallisches Bauteil handeln, bevorzugt aus Leichtmetall und insbesondere fließpressbar und/oder fließgepresst, z.B. auch aus Kupfer oder Magnesium bzw. entsprechender Legierung.In the specific exemplary embodiment, the receiving material 10 is an extruded component made of an aluminum alloy, but it could also be another metallic component, preferably made of light metal and in particular extrudable and/or extruded, e.g. also made of copper or magnesium or appropriate alloy.

Mit Bezugszeichen 80 ist schematisch eine Kraftquelle bezeichnet, welche eine Einbringkraft in Einbringrichtung Z auf dem Schaftkörper 20 aufbringt. Die aufzubringende Kraft hängt von Geometrie, Material und Größe der herangezogenen Schaftkörper 20 und Aufnahme 10 ab, im dargestellten Beispiel ist eine Kraft von ca. 400 N ausreichend.A power source, which applies an insertion force in the direction of insertion Z on the shaft body 20, is indicated schematically by reference numeral 80. The force to be applied depends on the geometry, material and size of the shaft body 20 and receptacle 10 used; in the example shown, a force of approximately 400 N is sufficient.

Wie am besten aus 3 hervorgeht, die mit 2A übereinstimmt, aber nochmals vergrößert ist und radiale Abmessungsdifferenzen und Bezugszeichen eingezeichnet hat, ist der in Einbringrichtung Z vordere Bereich des Schaftkörpers 20 wie folgt gestaltet. Die Stirnfläche 5 des Schaftkörpers 20 läuft konisch in einem Bereich 4 auf einen (dritten) Schaftbereich 3 vor, auf dessen axialer Höhe der Schaftkörper 20 im Wesentlichen spielfrei mit der Innenwand 8 der Aufnahme 40 angeordnet ist, d.h. der Schaftkörper 20 ist am dritten Bereich mit seinem Durchmesser im Wesentlichen an den Innendurchmesser der Aufnahme 40 angepasst (bzw. an die jeweilige Querabmessung bei nicht zylindrischen Aufnahmen 40). An den dritten Bereich 3 schließt sich entgegen der Einbringrichtung Z ein zweiter Schaftbereich 2 an, in welchem der Schaftdurchmesser gegenüber dem des dritten Bereichs geringer ist und der auf diese Weise einen Aufnahmeraum 22 zwischen dem Schaftkörper und der Innenwand 8 der Aufnahme 40 definiert. Unter in diesem Ausführungsbeispiel einem Winkel von ca. 45° zur Einbringrichtung Z geht der zweite Schaftbereich 2 in einen ersten Schaftbereich 1 über, in welchem der Schaftdurchmesser (bzw. die relevante Schaftquerabmessung) größer als die entsprechende Abmessung der Aufnahme 40 ist. Der erste Schaftbereich 1 steht somit mit Radialabstand Δr18 in Radialrichtung (Querrichtung in Radialebene orthogonal zur Einbringrichtung Z) über die Innenwand 8 der Aufnahme 40 hinaus.How best 3 emerges with 2A coincides, but is again enlarged and has marked radial dimension differences and reference symbols, the front region of the shaft body 20 in the direction of insertion Z is designed as follows. The end face 5 of the shank body 20 runs conically in a region 4 to a (third) shank region 3, at the axial height of which the shank body 20 is arranged essentially free of play with the inner wall 8 of the receptacle 40, i.e. the shank body 20 is at the third region its diameter is essentially adapted to the inner diameter of the receptacle 40 (or to the respective transverse dimension in the case of non-cylindrical receptacles 40). A second shaft region 2 adjoins the third region 3 counter to the insertion direction Z, in which the shaft diameter is smaller than that of the third region and which in this way defines a receiving space 22 between the shaft body and the inner wall 8 of the socket 40 . In this exemplary embodiment, at an angle of approximately 45° to the insertion direction Z, the second shank area 2 merges into a first shank area 1 in which the shank diameter (or the relevant transverse shank dimension) is greater than the corresponding dimension of the receptacle 40 . The first shank region 1 thus protrudes beyond the inner wall 8 of the receptacle 40 at a radial distance Δr18 in the radial direction (transverse direction in the radial plane orthogonal to the insertion direction Z).

Eine radiale Rücknahme des zweiten Schaftbereichs 2 gegenüber dem ersten Schaftbereich 1 ist (im Bereich des geringsten Schaftdurchmessers) in diesem Ausführungsbeispiel etwa der axialen Mitte des zweiten Schaftbereichs 2 mit Δr21 bezeichnet; der radiale Vortritt des dritten Schaftbereichs 3 gegenüber dem zweiten Schaftbereich 2 als Δr32, und der radiale Rücktritt des dritten Schaftbereichs 3 gegenüber dem ersten Schaftbereich 1 mit Δr31.A radial setback of the second shank area 2 in relation to the first shank area 1 (in the area of the smallest shank diameter) is denoted by Δr21 in this exemplary embodiment approximately at the axial center of the second shank area 2; the radial advance of the third shank region 3 in relation to the second shank region 2 as Δr32, and the radial retreat of the third shank region 3 in relation to the first shank region 1 with Δr31.

In 1A ist die Momentaufnahme dargestellt, in welcher bei der axialen Vorwärtsbewegung des Schaftkörpers 20 entlang der Einbringrichtung Z der erste Schaftbereich 1, der ja in Radialrichtung über die Innenwand 8 der Aufnahme 40 hinausragt, axial auf Material des aufnehmenden Bauteils 10 stößt (der Kontakt muss nicht mit Kontaktflächenherstellung in der Radialebene erfolgen, jedoch sicherlich bei z.B. angeschrägter Mündungsöffnung der Aufnahme 40 in einem Flächenbereich mit axialer (Z) Normalrichtungskomponente).In 1A shows the snapshot in which, during the axial forward movement of the socket body 20 along the insertion direction Z, the first socket region 1, which protrudes in the radial direction beyond the inner wall 8 of the receptacle 40, axially hits material of the receiving component 10 (contact does not have to be with Contact surfaces can be produced in the radial plane, but certainly in the case of, for example, a beveled opening of the receptacle 40 in a surface area with an axial (Z) normal direction component).

Im Verlaufe der weiteren Einbringbewegung kommt es durch den drückenden Kontakt des ersten Schaftbereichs 1 auf das Material des aufnehmenden Bauteils 10 zu einer plastischen Materialverschiebung dieses Materials mit deutlich überwiegendem Anteil in axialer Einbringrichtung Z. Das Material des aufnehmenden Bauteils 10 wird axial verdrängt und gelangt in Ausweichbewegung axial-radial in den aufgrund des zweiten Schaftbereichs 2 gebildeten Aufnahmebereich 22. In weiterer Einführbewegung wird eine sich im Bewegungsverlauf volumenmäßig ansteigende Materialanhäufung im Aufnahmebereich 22 in Einbringrichtung Z weitergeschoben, wobei der erste Schaftbereich 1 weiter Material von der ursprünglichen Innenwand 8 der Aufnahme 40 im Bereich seines radialen Überstandes axial verdrängt.In the course of the further insertion movement, the pressing contact of the first shaft area 1 on the material of the receiving component 10 results in a plastic material displacement of this material with a clearly predominant proportion in the axial direction of insertion Z. The material of the receiving component 10 is displaced axially and begins an evasive movement axially-radially into the receiving area 22 formed by the second shank area 2. In a further insertion movement, an accumulation of material in the receiving area 22 that increases in volume over the course of the movement is pushed further in the direction of insertion Z, with the first shank area 1 carrying further material from the original inner wall 8 of the receiving area 40 in the area axially displaced by its radial overhang.

Eine Zwischenmomentaufnahme der Einbringbewegung ist in 1B dargestellt, etwa auf halber Eindringtiefe zt der späteren Gesamteindringtiefe zf. In dieser Momentsituation ist der Aufnahmebereich 22 bereits zum Teil, jedoch noch nicht vollständig mit dem axial verdrängten und radial in diesen Bereich eingedrungenen Material des aufnehmenden Bauteils 10 gefüllt.An intermediate snapshot of the insertion movement is in 1B shown, approximately at half the penetration depth zt of the later total penetration depth zf. In this momentary situation, the receiving area 22 is already partially, but not completely, filled with the material of the receiving component 10 that has been displaced axially and has penetrated radially into this area.

Die fortgesetzte axiale Einbringbewegung bis hin zum Endmontagezustand von 1C sorgt dafür, dass sich der Aufnahmebereich 22 weiter mit Material füllt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Aufnahmebereich 22 sogar vollständig gefüllt.The continued axial insertion movement up to the final assembly state of 1C ensures that the receiving area 22 continues to fill with material. In this exemplary embodiment, the receiving area 22 is even completely filled.

Wie aus 2C zu erkennen ist, ist im beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispiel sogar das axial verdrängte Materialvolumen größer als der Aufnahmebereich, und sorgt noch für eine Materialanhäufung im Bereich der konischen Schräge 4 des Schaftkörpers 20. In anderen Gestaltungen könnte jedoch der Aufnahmebereich 22 zur Aufnahme allen verdrängten Materials ausreichend sein.How out 2C As can be seen, in the exemplary embodiment illustrated as an example, the axially displaced material volume is even greater than the receiving area, and still ensures an accumulation of material in the area of the conical slope 4 of the shaft body 20. In other configurations, however, the receiving area 22 could be sufficient for receiving all the displaced material .

Im Montageendzustand von 1C bzw. des vergrößerten Bereichs in 2C ist deutlich erkennbar, dass sich im Aufnahmebereich auf Eindringtiefe z2f des zweiten Schaftbereichs 2 eine fest mit dem übrigen Material des aufnehmenden Bauteils 10 in diesem Bereich verbundene Materialanhäufung 228 gebildet hat, die als Sperre gegen ein Wiederherausziehen des Schaftkörpers 20 aus der Aufnahme 40 entgegen der Einbringrichtung Z wirkt. Dies liegt daran, dass der dritte Schaftbereich 3 gegenüber dem zweiten Schaftbereich 2 radial vorragt. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Einpressen von Schaftkörpern bzw. Kontaktstiften erhöht sich dadurch die zum Herausziehen erforderliche Kraft signifikant, so konnten selbst gegenüber sehr starken Presssitzen rein zylindrischer Schaftkörper diesbezüglich Verbesserungen von 30% bis sogar über 40% und mehr erreicht werden.In the assembly final state of 1C or the enlarged area in 2C It can be clearly seen that in the receiving area at penetration depth z2f of the second shaft area 2, an accumulation of material 228 firmly connected to the remaining material of the receiving component 10 in this area has formed, which acts as a barrier against the shaft body 20 being pulled out of the receptacle 40 again in the opposite direction to the insertion direction Z works. This is due to the fact that the third shank region 3 projects radially in relation to the second shank region 2 . Compared to a conventional pressing in of shaft bodies or contact pins, the force required to pull them out increases significantly, so improvements of 30% to even over 40% and more could be achieved in this respect even compared to very strong press fits of purely cylindrical shaft bodies.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Montageverfahrens und der dadurch erzeugbaren Baugruppe im montierten Zustand ist darin zu sehen, dass lediglich die axiale Einbringkraft aufzubringen ist, und keinerlei weitergehendes Werkzeug zum unmittelbaren Einwirken auf das Material des aufnehmenden Bauteils 10 erforderlich ist, da der Schaftkörper 20 aufgrund seiner Gestaltung in Abstimmung zur Aufnahme 40 allein durch seine Axialbewegung für die Schaffung der Materialsperre 228 sorgt.Another advantage of the assembly method according to the invention and the assembly that can be produced in the assembled state as a result is that only the axial insertion force has to be applied and no further tools are required for directly acting on the material of the receiving component 10, since the socket body 20 due to its Design in coordination with the recording 40 provides for the creation of the material lock 228 solely by its axial movement.

Ebenfalls erkennbar ist, dass es keinerlei Zusatzgestaltung eines den Schaftkörper 20 aufweisenden Bauteils bedarf, wie etwa radial vom Schaftkörper 20 angeflanscht beabstandete Zusatzdorne, für welche ein entsprechender Flanschkörper ergänzend vorzusehen wäre. Es versteht sich hierbei, dass neben der dargestellten Ausführungsform, in welcher der Schaftkörper in seinem Endmontagezustand noch einen frei über die Mündungsberandung der Aufnahme 40 hinausgehenden freien Schaftbereich aufweist, durchaus noch weitere Formmerkmale des zweiten Bauteils 120 vorgesehen werden könnten, sogar ein Radialflansch.It can also be seen that no additional design of a component having the shaft body 20 is required, such as additional mandrels flanged at a distance radially from the shaft body 20, for which a corresponding flange body would have to be provided in addition. It goes without saying that in addition to the illustrated embodiment, in which the shaft body still has a free shaft area extending freely beyond the opening edge of the receptacle 40 in its final assembly state, further shape features of the second component 120 could certainly be provided, even a radial flange.

Des Weiteren ist erkennbar, dass die Materialsperre 228 mit der erfindungsgemäßen Gestaltung auf einen Tiefenbereich in der Aufnahme 40 gebracht werden kann, die nahe an die Gesamteindringtiefe zf heranreicht. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist diese Tiefe z2f (gerechnet auf die axiale Mitte des zweiten Schaftbereichs 2) etwa 80% der Gesamteindringtiefe zf. Dies erweist sich als günstig zum Erreichen hoher erforderlicher Auszugskräfte, indem bei festgehaltenem Radialüberstand Δr18 vergleichsweise mit kürzeren Eindringtiefen wie z2f bzw. z1f mehr Material zur Bildung der Sperre 228 durch die Einbringbewegung des Schaftkörpers 20 bereitgestellt wird.Furthermore, it can be seen that the material barrier 228 with the design according to the invention can be brought to a depth range in the receptacle 40 that comes close to the total penetration depth zf. In the specific exemplary embodiment, this depth z2f (calculated from the axial center of the second shank region 2) is approximately 80% of the total penetration depth zf. This proves to be favorable for achieving the high extraction forces required, in that with a fixed radial overhang Δr18, more material is provided for forming the lock 228 by the insertion movement of the shaft body 20, compared with shorter penetration depths such as z2f or z1f.

Es versteht sich, dass die anhand der Figuren gezeigten Ausführungen auf Materialkombinationen anwendbar sind, in denen das Material des aufnehmenden Bauteils 10 weicher ist als das des Schaftkörpers 20. Im umgekehrten Falle ist das erfindungsgemäße Prinzip ebenfalls anwendbar, hierzu wäre die Wandgestaltung der Aufnahme 40 in einem mündungsöffnungsfernen Bereich der Aufnahme 40 gegenüber einem mündungsöffnungsnahen Bereich radial einwärts vorragend, und ein zwischen diesen Bereichen angeordneter Zwischenbereich des aufnehmenden Bauteils 10 würde gegenüber beiden Bereichen radial nach außen zurücktreten. Das Einbringen eines dann z.B. konzentrischen Schaftkörpers (nicht in den Figuren gezeigt) würde dann bei Erreichen des mündungsfernen radial inneren Bereichs eine axiale Materialverdrängung erfahren, welches Material radial nach außen in den Zwischenbereich eindringt und auf diese Weise eine Rückzugssperre gegen ein Ausziehen des Schaftkörpers aus der Aufnahme bilden, da der mündungsnahe Bereich gegenüber dem Zwischenbereich radial nach innen vorragt.It goes without saying that the embodiments shown with reference to the figures can be applied to combinations of materials in which the material of the receiving component 10 is softer than that of the socket body 20. In the opposite case, this is in accordance with the invention The principle according to the invention can also be applied, for this purpose the wall design of the receptacle 40 would project radially inward in an area of the receptacle 40 remote from the orifice opening compared to an area near the orifice opening, and an intermediate area of the receiving component 10 arranged between these areas would recede radially outwards compared to both areas. The introduction of a then, for example, concentric shaft body (not shown in the figures) would then experience an axial displacement of material upon reaching the radially inner region remote from the muzzle, which material penetrates radially outwards into the intermediate region and in this way provides a withdrawal lock preventing the shaft body from being pulled out of the Make recording, since the area near the mouth protrudes radially inward compared to the intermediate area.

Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die im Einzelnen genauer beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Vielmehr können die Merkmale der vorstehenden Beschreibung sowie die der nachstehenden Ansprüche einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.Otherwise, the invention is not restricted to the exemplary embodiments described in detail in detail. Rather, the features of the above description and those of the following claims can be essential individually or in combination for the implementation of the invention in its various embodiments.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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DE 10108189 C2 [0005]
DE 102011008168 A1 [0006]

Claims

Method for producing an assembled state of an assembly (100) with a first component (10) having a receptacle (40) with an inner wall (8) defined in a separate non-assembled state and a component (10) in the assembled state with a penetration depth (zf) in the receptacle second component (120) which is held and has an axial extension, in which method the socket body is introduced into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial direction of insertion (Z), characterized in that when the socket body is introduced, a radially over the inner wall of the Accommodating the protruding first shank area (1) of the shank body during its axial movement, material from this inner wall being displaced predominantly axially, a second shank area (2) of the shank body located in front of the first shank area and radially receding compared to the first shank area, a receiving area receiving the displaced material ( 22) and the displaced material entering therein creates a barrier (228), which counteracts a movement of the shaft body against the direction of insertion, for a third shaft region of the shaft that is located in front of the second shaft region, seen in the direction of insertion, and projects radially opposite the second region, but recedes radially compared to the first region Shaft body forms.

procedure after claim 1 , in which the material-displacing axial movement of the first shaft region extends over at least 16%, preferably at least 24%, more preferably at least 32%, in particular at least 40% of the penetration depth (zf).

procedure after claim 1 or 2 , in which the material-displacing axial movement of the first shaft area extends over an axial height of at least 20%, preferably at least 30%, in particular at least 40% of the transverse dimension of the cross-sectional opening of the receptacle of the first component and/or by at least 0.6 mm, preferably at least 1 mm, in particular at least 1.4 mm.

Assembly (100) with a first component (10) having a receptacle (40) with an inner wall (8) defined in a separate, non-assembled state and a shaft body (20 ) second component (120) having an axial extent, wherein the shaft body can be inserted into the receptacle by an applied axial assembly force in the axial direction of insertion (Z), characterized in that the shaft body has a material which projects radially beyond the inner wall during insertion and during its axial movement from this inner wall, a first shaft region (1) that predominantly axially displaces, a second shaft region (2) that is located in front of the first shaft region as seen in the insertion direction, recedes radially from the first shaft region and creates a receiving region that receives the displaced material, and a second shaft region that projects radially from the second shaft region but has a third shaft region (3) which recedes radially from the first shaft region and for which the displaced material which has penetrated into the receiving region forms a barrier (228) which counteracts movement of the shaft body against the insertion direction when the assembly is assembled.

assembly claim 4 , in which the radial overhang of the first shank area is greater than 0.02 mm, preferably greater than 0.03 mm, in particular greater than 0.04 mm, and/or less than 4 mm, preferably than 2.4 mm, in particular than 1.2mm.

assembly claim 4 or 5 , in which the radial stepping back of the third shank area compared to the first shank area is greater than 0.02 mm, preferably than 0.03 mm, in particular than 0.04 mm, and/or less than 6 mm, preferably less than 4.8 mm , especially as 3.6 mm.

Assembly according to one of Claims 4 until 6 , in which the second shank area, viewed in the direction of insertion, is deeper than 16%, preferably than 24%, in particular than 32% of the total penetration depth of the shank body, and/or in which the material-displacing axial movement of the first shank area extends over an axial height of at least 20% , preferably of at least 30%, in particular of at least 40% of the transverse dimension of the cross-sectional opening of the receptacle of the first component and/or by at least 0.6 mm, preferably at least 1 mm, in particular at least 1.4 mm.

Assembly according to one of Claims 4 until 7 , in which, in the assembled state, the third area is essentially free of play with the receptacle of the first component or with a radial play that is preferably less than the product of the radial projection of the first shank area with the penetration depth of the second shank area in the assembled state and the reciprocal of the axial extent of the second shaft area, more preferably less than 4/5 of this product, more preferably than 2/3 of this product, in particular than 1/2 of this product.

Assembly according to one of Claims 4 until 8th , in which, seen in axial section, the first shank area forms an angle (α) relative to the second shank area of greater than 5°, preferably greater than 10°, in particular greater than 15° and/or less than 160°, in relation to the direction of insertion is less than 135°, in particular less than 110°.

Assembly according to one of Claims 4 until 9 , in which the shank body has a region that protrudes axially beyond the mouth opening of the receptacle of the first component, the second component is preferably shank-shaped overall and is preferably a contact pin, and in particular a possible axial contact of a possible flange on a radially and circumferentially extending boundary surface of the mouth abuts at most, but without local displacement of material.

Assembly according to one of Claims 4 until 10 , in which the lock (228) is established solely by the axial movement of the shaft body and no material displacements caused by additional tools take place for this purpose.

Assembly according to one of Claims 4 until 11 , In which the first component is formed from a light metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, and/or is an extruded component.

Assembly according to one of Claims 4 until 12 , in which the material of the second component has a hardness that is at least 8%, preferably at least 16%, in particular at least 24% higher than that of the first component.

Provision of an assembly according to any one of Claims 4 until 13 in the not yet assembled state of the first and second component for carrying out a method according to one of Claims 1 until 3 .

Second component of an assembly according to one of Claims 4 until 13 matching a predetermined first component of this assembly, provided for a provision according to Claim 14 .