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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsverfahren für Elemente und auf einen Verbindungskörper.
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Hintergrund des Standes der Technik
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Metalle mit einem geringen spezifischen Gewicht und einer hohen Festigkeit, die Hochspannungsstahl genannt werden, werden zum Reduzieren des Gewichts und zum Verbessern der Sicherheit von Kraftfahrzeugen verwendet. Hochspannungsstahl ist für eine Gewichtsverringerung und eine Sicherheitsverbesserung effektiv, aber schwerer als solche Materialien mit geringem spezifischem Gewicht wie beispielsweise Aluminium. Außerdem treten, wenn Hochspannungsstahl angewendet wird, solche Probleme wie eine Abnahme der Formbarkeit, eine Zunahme der Formlast und eine Abnahme der Maßgenauigkeit aufgrund der hohen Festigkeit auf. In der Vergangenheit wurden, um diese Probleme zu lösen, extrudierte Materialien, Gusserzeugnisse (Formgusserzeugnisse) und pressgeformte Erzeugnisse aus Aluminiumlegierungen mit einem geringeren spezifischen Gewicht als Stahl für Fahrzeugteile angewendet. Da die Aluminiumlegierung ein geringes spezifisches Gewicht hat, ist sie für die Gewichtsreduzierung effektiv, jedoch ist aufgrund ihrer geringen Festigkeit ihre Sicherheit schlecht. Daher wird sie häufig für Außenplattenteile (pressgeformte Erzeugnisse) oder Teile (extrudierte Materialien oder Formgussmaterialien), die eine Steifigkeit benötigen, angewendet. Der Einsatz mehrerer verschiedener Materialien für die Anwendung von Stahlteilen und Aluminiumlegierung-Teilen an geeigneten Positionen im Fahrzeug, wie sie vorstehend beschrieben ist, ist effektiv für das Vermeiden einer Kostenzunahme im Zusammenhang mit der Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs.
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Das Problem bei dem Einsatz mehrerer verschiedener Materialien ist das Verbinden zwischen unähnlichen Metallen wie beispielsweise zwischen Stahlteilen und Aluminiumteilen. Beispielsweise offenbaren Patentdokument 1 und Patentdokument 2 ein Verbindungsverfahren für Elemente, das ein Verbinden von unähnlichen Metallen miteinander unter Verwendung eines elastischen Körpers in einem Einsatz mehrerer verschiedener Materialien ermöglicht. Genauer gesagt wird in dem Verbindungsverfahren für diese Elemente ein Rohrelement in ein Rohr eines Plattenelementes eingeführt, wobei der elastische Körper in den Innenraum des Rohrelementes eingeführt wird, und das Rohrelement gedehnt wird durch Komprimieren des elastischen Körpers, um das Plattenelement und das Rohrelement durch Presspassen zu verbinden.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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Die
EP 2 006 038 B1 offenbart ein Verbindungsverfahren zum Verbinden eines ersten und eines zweiten Elements, wobei das erste Element ein röhrenförmiges Element mit mehreren hohlen Abschnitten ist, die durch einen Trennwandabschnitt unterteilt sind. Das erste Element wird in ein Einführloch eingesetzt, in dem zweiten Element ausgebildet ist. Ein Verformungswerkzeugsegment eines Verformungswerkzeugs und ein Keilabschnittssegment eines Dorns sind in jedem hohlen Abschnitt des ersten Elements angeordnet. Als nächstes wird in einem Zustand, in dem der Trennwandabschnitt durch und zwischen beiden Keilabschnittssegmenten und gehalten wird, jedes Keilabschnittssegment in das entsprechende Keillochabschnittssegment des Verformungswerkzeugsegments eingeführt, um dadurch jedes Verformungswerkzeug zu bewegen.
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Die
US 8 814 234 B2 offenbart einen Fahrzeugstoßfängerträger, der mit einem hohlen rohrförmigen Stoßfängerverstärkungsteil, das entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet werden kann, und einer hohlen rohrförmigen Knautschbox ausgestattet ist, die entlang einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet werden kann und einen Kopfendabschnitt aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass er das Stoßfängerverstärkungsteil abstützt, wobei eine Verstärkungsteilöffnung in dem Stoßfängerverstärkungsteil derart ausgebildet ist, dass sie wenigstens einen Teil einer Außenumfangswand des Stoßfängerverstärkungsteils in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durchdringt, eine Trennwand in der Knautschbox derart ausgebildet ist, dass sie einander gegenüberliegende Innenwandflächen einer Außenumfangswand der Knautschbox überbrückt, und die Knautschbox durch Formen von verstärkungsteilseitigen Wulstabschnitten an der Knautschbox an einer vorderen Seite und einer hinteren Seite der Verstärkungsteilöffnung derart, dass sie sich in einer Umfangsrichtung erstrecken, mittels eines Rohraufweitungsprozesses unter Verwendung eines Rohraufweitungsformwerkzeuges an dem Stoßfängerverstärkungsteil befestigt ist, wobei der Kopfendabschnitt der Knautschbox die Verstärkungsteilöffnung durchdringt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Jedoch wird bei dem in dem Patentdokument 1 und Patentdokument 2 offenbarten Verbindungsverfahren für die Elemente, wenn das Rohrelement (Rohrkörper) mit einer Innenrippe versehen ist, das Ausdehnen des Rohres durch die Innenrippe unterdrückt, und somit wird erachtet, dass ein Verbindungskörper eine nicht ausreichende Verbindungsfestigkeit haben kann. Insbesondere gibt es in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 keinen spezifischen Vorschlag im Hinblick auf eine Verringerung der Verbindungsfestigkeit aufgrund einer derartigen Innenrippe.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter derartigen Umständen gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Folgendes zu schaffen: ein Verbindungsverfahren für Elemente, mit denen sogar dann, wenn ein Rohrkörper mit einer Innenrippe versehen ist, es möglich ist, eine Verbindungsfestigkeit vorzusehen, die im Wesentlichen derjenigen in dem Fall gleich ist, bei dem der Rohrkörper nicht mit der Innenrippe versehen ist; und einen Verbindungskörper zu schaffen, der durch dieses Verfahren erlangt wird und eine ausreichende Verbindungsfestigkeit aufzeigt.
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Lösung der Probleme
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Ein Verbindungsverfahren für Elemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst: Vorsehen eines Rohrkörpers, eines Wandflächenkörpers mit einem Lochabschnitt, durch den der Rohrkörper eingeführt werden kann, und eines elastischen Körpers, der in den Rohrkörper eingeführt werden kann, wobei der Rohrkörper eine Mittelachse, die sich vertikal erstreckt, und eine Innenrippe hat, die sich in einer Richtung der Mittelachse so erstreckt, dass sie einen Innenraum des Rohrkörpers teilt, wobei die Innenrippe mit einer Einkerbung versehen ist, die ausgebildet ist durch Abschneiden eines unteren Endes der Rippe in der Richtung der Mittelachse; Einführen des Rohrkörpers in den Lochabschnitt in dem Wandflächenkörper; Einführen des elastischen Körpers in einen Innenraum, der durch die Innenrippe des Rohrkörpers geteilt ist; und Zusammendrücken des elastischen Körpers in der Richtung der Mittelachse des Rohrkörpers und Dehnen des elastischen Körpers nach außen in einer radialen Richtung in Bezug auf die Mittelachse, wodurch ein eingeführter Abschnitt des Rohrkörpers in den Wandflächenkörper gedehnt wird, um den eingeführten Abschnitt mit dem Wandflächenkörper durch Presspassen zu verbinden.
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Gemäß diesem Verfahren kann der Rohrkörper gleichförmig (gleichmäßig) durch den elastischen Körper ausgedehnt werden, wodurch eine örtliche Last an dem Rohrkörper reduziert werden kann und eine örtliche Verformung verhindert werden kann. Durch das vorstehend beschriebene Verfahren können der Rohrkörper und der Wandflächenkörper mit einer höheren Genauigkeit eingepasst werden, d.h., die Verbindungsfestigkeit kann verbessert werden im Vergleich zu anderen Verbindungsverfahren. Darüber hinaus ist die Innenrippe, die an dem Rohrkörper vom Gesichtspunkt beispielsweise des Verbesserns der Festigkeit vorgesehen ist, mit der Einkerbung an ihrem unteren Ende versehen. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass die Innenrippe zu einem Widerstand wird, wenn der Rohrkörper gedehnt wird, wodurch der eingeführte Abschnitt des Rohrkörpers in zufriedenstellender Weise gedehnt werden kann. Daher kann eine ausreichende Verbindungsfestigkeit sichergestellt werden, die im Wesentlichen derjenigen in dem Fall gleich ist, bei dem der Rohrkörper nicht mit der Innenrippe versehen ist.
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Der Lochabschnitt in dem Wandflächenkörper kann einem Gratbildungsprozess in derartiger Weise ausgesetzt sein, dass eine Wandfläche des Lochabschnittes in der Richtung der Mittelachse erhöht (angehoben) ist.
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Gemäß diesem Verfahren wird die Wandfläche des Lochabschnittes durch den Gratbildungsprozess erhöht (angehoben), wodurch ein Verbindungsbereich zwischen dem Rohrkörper und dem Wandflächenkörper zunimmt. Demgemäß kann die Verbindungsfestigkeit verbessert werden.
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Der Lochabschnitt, der durch den Gratbildungsprozess erhöht worden ist, kann eine abgeschrägte Fläche haben.
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Gemäß diesem Verfahren kann der Rohrkörper stärker ausgedehnt werden, indem die abgeschrägte Fläche im Lochabschnitt vorgesehen ist. Genauer gesagt ermöglicht der Gratbildungsprozess mit dem Ausbilden der abgeschrägten Fläche, dass der Lochabschnitt größer ausgebildet wird im Vergleich zu beispielsweise einem Gratbildungsprozess für ein einfaches Anheben der Wandfläche in senkrechter Weise. Da der Lochabschnitt größer ausgebildet ist, kann der Rohrkörper stärker gedehnt werden. Daher kann der gedehnte Abschnitt, der als ein Stopper dient, größer ausgebildet werden, wodurch die Verbindungsfestigkeit verbessert werden kann.
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Ein oberer Rand der Wandfläche des Lochabschnittes, der durch den Gratbildungsprozess erhöht worden ist, kann einen geraden Abschnitt und eine Ecke, die mit dem geraden Abschnitt verbunden ist, aufweisen, und der gerade Abschnitt kann höher als die Ecke angehoben sein.
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Gemäß diesem Verfahren wird der gerade Abschnitt höher als die Ecke ausgebildet. Daher kann der Verbindungsbereich zwischen dem Rohrkörper und dem Wandflächenkörper an dem geraden Abschnitt größer gestaltet werden als der Verbindungsbereich an der Ecke. Vom Gesichtspunkt der Steifigkeit wird der Rohrkörper an der Ecke kaum gedehnt und wird mit Leichtigkeit an dem geraden Abschnitt gedehnt. Daher kann die Verbindungsfestigkeit effizient verbessert werden, indem der Verbindungsbereich an dem geraden Abschnitt erhöht wird, an dem der Rohrkörper mit Leichtigkeit gedehnt wird.
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Die Einkerbung kann eine Höhe aufweisen, die gleich wie oder größer als die Höhe des oberen Randes der Wandfläche des Lochabschnittes ist, der durch den Gratbildungsprozess erhöht (angehoben) worden ist.
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Gemäß diesem Verfahren ist die Höhe der Einkerbung gleich wie oder größer als die Höhe (Gratbildungshöhe) des oberen Randes der Wandfläche des Lochabschnittes, wodurch das untere Ende (der eingeführte Abschnitt) des Rohrkörpers in großem Maße zu der Gratbildungshöhe gedehnt werden kann. Daher kann der Rohrkörper gedehnt werden und durch Presspassen mit dem gesamten Lochabschnitt, der dem Gratbildungsprozess ausgesetzt wird, verbunden werden, wodurch die Verbindungsfestigkeit verbessert werden kann. Hierbei bezieht sich die Gratbildungshöhe auf die Höhe des oberen Randes des Lochabschnittes, der durch den Gratbildungsprozess erhöht worden ist.
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Die Einkerbung kann an einem Verbindungsabschnitt zwischen der Innenrippe und einer Innenfläche des Rohrkörpers vorgesehen sein.
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Gemäß diesem Verfahren ist die Einkerbung an der Innenrippe an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Innenrippe und der Innenfläche des Rohrkörpers vorgesehen, d.h., die Innenrippe und die Innenfläche des Rohrkörpers sind voneinander an dem Verbindungsabschnitt abschnittsweise getrennt, wodurch in effektiver Weise verhindert wird, dass die Innenrippe zu einem Widerstand beim Ausdehnen des Rohrkörpers wird. Daher kann der Ausdehnbetrag des Rohrkörpers erhöht werden, und die Verbindungsfestigkeit kann verbessert werden.
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Ein Verbindungskörper gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat: einen Rohrkörper, der eine Mittelachse hat, die sich vertikal erstreckt; und einen Wandflächenkörper, der einen Lochabschnitt hat, durch den der Rohrkörper eingeführt werden kann, wobei ein eingeführter Abschnitt des Rohrkörpers gedehnt ist und mit dem Wandflächenkörper durch Presspassen verbunden ist, und der eingeführte Abschnitt des Rohrkörpers mit einer Innenrippe versehen ist, die sich in einer Richtung der Mittelachse so erstreckt, dass sie eine Innenseite des Rohrkörpers teilt, und die Innenrippe mit einer Einkerbung versehen ist, die durch Abschneiden eines unteren Endes der Innenrippe in einer Richtung der Mittelachse ausgebildet ist.
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Gemäß diesem Aufbau kann sogar dann, wenn der Verbindungskörper mit der Innenrippe wie vorstehend beschrieben versehen ist, eine ausreichende Verbindungsfestigkeit, die im Wesentlichen gleich derjenigen in dem Fall ist, bei dem der Verbindungskörper nicht mit der Innenrippe versehen ist, aufgrund des Ausbildens der Einkerbung an der Innenrippe erzielt werden.
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Effekt der Erfindung
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann sogar dann, wenn der Rohrkörper des Verbindungskörpers mit der Innenrippe versehen ist, eine ausreichende Verbindungsfestigkeit, die im Wesentlichen der Verbindungsfestigkeit in dem Fall gleich ist, bei dem der Rohrkörper des Verbindungskörpers nicht mit der Innenrippe versehen ist, erzielt werden aufgrund des Ausbildens der Einkerbung in der Innenrippe.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verbindungskörpers, der durch ein Verbindungsverfahren für Elemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet wird, unter Betrachtung von oben.
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verbindungskörpers aus 1 unter Betrachtung von unten.
- 3A zeigt eine Ansicht eines ersten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3B zeigt eine Ansicht eines zweiten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3C zeigt eine Ansicht eines dritten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3D zeigt eine Ansicht eines vierten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3E zeigt eine Ansicht eines fünften Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3F zeigt eine Ansicht eines sechsten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 3G zeigt eine Ansicht eines siebten Schrittes des Verbindungsverfahrens für Elemente gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Vergleichsbeispiels des in 2 gezeigten Verbindungskörpers.
- 5 zeigt eine Ansicht von unten einer Abwandlung eines Rohrkörpers.
- 6A zeigt eine Ansicht von unten einer anderen Abwandlung des Rohrkörpers.
- 6B zeigt eine Ansicht von unten einer anderen Abwandlung des Rohrkörpers.
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Modus zum Ausführen der Erfindung
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Wie dies in 1 gezeigt ist, ist ein Verbindungsverfahren für Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden eines Wandflächenkörpers 10 und eines Rohrkörpers 20, um einen Verbindungskörper 1 auszubilden. Durch dieses Verbindungsverfahren für Elemente wird ein eingeführter Abschnitt des Rohrkörpers 20 in den Wandflächenkörper 10 nach außen in der radialen Richtung in Bezug auf eine Mittelachse L ausgedehnt, und der Rohrkörper 20 wird mit einem Lochabschnitt 11 in dem Wandflächenkörper 10 durch Presspassen verbunden. Somit wird der Verbindungskörper 1 ausgebildet.
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Der Wandflächenkörper 10 ist ein Plattenelement mit einem im Wesentlichen rechtwinkligen Lochabschnitt 11 in einer Draufsicht (unter Betrachtung in der Richtung entlang der Mittelachse L). Die Innenform des Lochabschnittes 11 ist vorzugsweise ähnlich der Außenform des Rohrkörpers 20 in einer Draufsicht und ist vorzugsweise so klein wie möglich innerhalb eines Bereiches, in dem der Rohrkörper 20 eingeführt werden kann. Der Lochabschnitt 11 wird einem Gratbildungsprozess ausgesetzt, d.h. die Wandfläche des Lochabschnittes 11 wird in der Richtung der Mittelachse L (nach oben) erhöht. Insbesondere wird ein gerader Abschnitt 13 eines Randes (oberer Rand) 12 des Lochabschnittes 11 höher als eine Ecke 14 durch den Gratbildungsprozess erhöht. Der Wandflächenkörper 10, der vorstehend beschrieben ist, ist beispielsweise aus einem Metallelement ausgebildet, das aus einem Hochspannungsstahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, und kann ein Teil einer Montageplatte eines Stoßfängersystems sein, das an einem Fahrzeug montiert wird.
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Der Rohrkörper 20 erstreckt sich in der Richtung der Mittelachse L (vertikale Richtung) und hat einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt senkrecht zu der Mittelachse L. Eine kreuzförmige Innenrippe 21 ist im Inneren des Rohrkörpers 20 unter Betrachtung in der Richtung der Mittelachse L vorgesehen, und der Innenraum des Rohrkörpers 20 ist durch die Innenrippe 21 in vier Teile geteilt. Des Weiteren erstreckt sich, wie dies in 2 gezeigt ist, die Innenrippe 21 von dem oberen Ende zu dem unteren Ende des Rohrkörpers 20, und hat eine Einkerbung 22, die ausgebildet ist, indem das untere Ende in der Richtung der Mittelachse L abgeschnitten ist. Die Einkerbung 22 ist an der Innenrippe 21 an einem Verbindungsabschnitt zu der Innenfläche des Rohrkörpers 20 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Verbindungsabschnitte vorhanden, und daher sind vier Einkerbungen 22 jeweils an den vier Verbindungsabschnitten vorgesehen. Die Tiefe (Höhe) D der Einkerbung 22 ist vorzugsweise gleich wie oder größer als die Erhöhungshöhe (nachstehend als Gratbildungshöhe bezeichnet) des Randes 12 des Lochabschnittes 11 des Wandflächenkörpers 10, was nachstehend beschrieben ist. Die Breite W der Einkerbung 22 ist vorzugsweise gering, kann aber gleich wie die gesamte Innenbreite des Rohrkörpers 20 sein. Anders ausgedrückt bedeutet der Zustand, in dem die Einkerbung 22 mit einer Breite, die gleich der gesamten Innenbreite des Rohrkörpers 20 ist, vorgesehen ist, ein Zustand, bei dem die Innenrippe 21 vollständig von dem Ende zu der Position mit der Tiefe D geschnitten ist. Ein derartiger Aufbau hat einen Vorteil dahingehend, dass er eine Spitzenlast reduzieren kann, wenn der Verbindungskörper 1 eine externe Kraft aufnimmt. Der vorstehend beschriebene Rohrkörper 20 ist beispielsweise durch Aluminiumlegierungsextrusion hergestellt und kann ein Teil einer Strebe eines an einem Fahrzeug montierten Stoßfängersystems sein.
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Das Verbindungsverfahren für Elemente gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Ausbilden des Verbindungskörpers 1, der in den 1 und 2 gezeigt ist, ist in Aufeinanderfolge von einem ersten bis siebten Schritt unter Bezugnahme auf die 3A bis 3G beschrieben.
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Wie dies in 3A gezeigt ist, werden in dem ersten Schritt der Wandflächenkörper 10, der an einem Montagetisch 30 montiert ist, der Rohrkörper 20 und ein elastischer Körper 40 vorgesehen. Die obere Fläche des Montagetisches 30 ist flach, und eine Gegenbohrung 31 ist in der Mitte der oberen Fläche vorgesehen. Die Gegenbohrung 31 hat eine ähnliche Form wie die Außenform des Rohrkörpers 20 in einer Draufsicht, und ist geringfügig kleiner als die Außenform des Rohrkörpers 20 ausgebildet. Des Weiteren hat der Lochabschnitt 11 eine abgeschrägte Fläche 15, die durch den vorstehend beschriebenen Gratbildungsprozess ausgebildet ist. Der Ausbildungswinkel der abgeschrägten Fläche 15 beträgt im Allgemeinen 45 Grad, und im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist er als 45 Grad gezeigt, jedoch kann der Ausbildungswinkel einen beliebigen Wert einnehmen. Es ist hierbei zu beachten, dass die Innenrippe 21 des Rohrkörpers 20, der mit der Einkerbung 22 versehen ist (sh. die 1 und 2) wie dies vorstehend erläutert ist, in 3A nicht gezeigt ist, da 3A eine Schnittansicht zeigt. Der elastische Körper 40 ist aus einem elastischen Material wie beispielsweise Urethangummi, Chloroprengummi, CNR-Gummi (Chloroprengummi + Nitrilgummi) oder Silikongummi hergestellt. Vier elastische Körper 40 sind entsprechend der Anzahl der geteilten Innenräume des Rohrkörpers 20 vorgesehen. Jeder elastische Körper 40 hat eine zylindrische Form in einer Größe, die ein Einführen in den Rohrkörper 20 ermöglicht, und hat ein sich in Längsrichtung erstreckendes Durchgangsloch 41 an der Mitte.
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Wie dies in 3B gezeigt ist, wird in dem zweiten Schritt der Rohrkörper 20 in den Lochabschnitt 11 in dem Wandflächenkörper 10 eingeführt und an dem Montagetisch 30 montiert. Zu diesem Zeitpunkt ist der Rohrkörper 20 auf der oberen Fläche des Montagetisches 30 angeordnet, ohne in die Gegenbohrung 31 des Montagetisches 30 zu gelangen. Außerdem ist die Höhe D der in einer hypothetischen Weise gezeigten Einkerbung 22 geringfügig größer als die Gratbildungshöhe H des Lochabschnittes 11 in dem Wandflächenkörper 10.
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Wie dies in 3C gezeigt ist, wird in dem dritten Schritt der Wandflächenkörper 10 gegen den Montagetisch 30 durch ein Polster 50 gedrückt und fixiert. Das Polster 50 hat eine im Wesentlichen rechtwinklige Rohrform ähnlich wie die Außenform der Rohrkörpers 20 in einer Draufsicht, und hat einen Flansch 51 zum Drücken des Wandflächenkörpers 10 an dem unteren Ende. Das Polster 50 ist mit einer (nicht gezeigten) Pressvorrichtung oder dergleichen mechanisch verbunden und kann mit einer vorbestimmten Kraft nach oben und nach unten bewegt werden, die ausreichend ist zum Pressen des Wandflächenkörpers 10 gegen den Montagetisch 30 und zum Fixieren des Wandflächenkörpers 10.
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Wie dies in 3D gezeigt ist, werden in dem vierten Schritt die elastischen Körper 40, die durch ein Presswerkzeug 60 gehalten und sandwichartig angeordnet werden, in den Rohrkörper 20 eingeführt. Das Presswerkzeug 60 besteht aus einem oberen Element 61, einem unteren Element 62 und einer Feder 63. Das obere Element 61 umfasst einen zylindrischen oberen Kopf 61a und vier zylindrische Aufnehmer 61b, die sich von dem oberen Kopf 61a nach unten erstrecken. Das untere Element 62 hat vier untere Köpfe 62a in einer Größe, die ein Einführen in den Rohrkörper 20 ermöglichen, und Stäbe 62b, die sich von den unteren Köpfen 62a nach oben erstrecken. Die unteren Köpfe 62a sind in der Gegenbohrung 31 in dem Montagetisch 30 angeordnet. Jeder der Stäbe 62b tritt durch das Durchgangsloch 41 des elastischen Körpers 40 und ist in jeden der Aufnehmer 61b eingeführt. Die Feder 63 ist zwischen der oberen Fläche der Stäbe 62b und der unteren Fläche des oberen Kopfes 61a angeordnet, und das obere Element 61 und das untere Element 62 sind voneinander weg durch die Feder 63 vorgespannt. 3D, die eine Querschnittsansicht darstellt, zeigt lediglich zwei der vier Aufnehmer 61b und lediglich zwei der vier Stäbe 62b. Der vierte Schritt kann vor dem zweiten Schritt ausgeführt werden. Das heißt der Rohrkörper 20, in den das Presswerkzeug 60 eingeführt worden ist, kann auf dem Montagetisch 30 angeordnet werden.
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Wie dies in 3E gezeigt ist, wird in dem fünften Schritt der obere Kopf 61a des oberen Elementes 61 nach unten entgegen der Vorspannkraft der Feder 63 gepresst, und die elastischen Körper 50 werden in der Richtung der Mittelachse L des Rohrkörpers 20 über das Presswerkzeug 60 zusammengedrückt (komprimiert) und in der radialen Richtung in Bezug auf die Mittelachse L nach außen gedehnt (gestreckt). Somit wird das Ende des Rohrkörpers 20 gedehnt und so verformt, dass es sich mit dem Wandflächenkörper 10 durch Presspassen verbindet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Rohrkörper 20 entlang der abgeschrägten Fläche 15 des Lochabschnittes 11 in dem Wandflächenkörper 10 verformt, und der obere Abschnitt des Lochabschnittes 11 in dem Wandflächenkörper 10 wird abschnittsweise (in einem Teilstück) gedehnt. Wenn die auf den oberen Kopf 61a aufgebrachte Presskraft entfernt wird, nachdem der Rohrkörper 20 gedehnt worden ist, werden das Presswerkzeug 60 und die elastischen Körper 40 zu ihren Ursprungsformen (sh. 3D) durch die Vorspannkraft der Feder 63 und ihre eigene elastische Kraft wiederhergestellt.
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Wie dies in 3F gezeigt ist, werden in dem sechsten Schritt das Presswerkzeug 60 und die elastischen Körper 40, die auf ihre ursprünglichen Formen wiederhergestellt worden sind (sh. 3D), aus dem Rohrkörper 20 herausgenommen. Nachdem sie herausgenommen worden sind, ist der Rohrkörper 20 immer noch plastisch verformt, so dass die gedehnte Form beibehalten bleibt und das Verbinden durch das Presspassen, das in dem fünften Schritt angewendet worden ist, nicht aufgehoben ist.
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Wie dies in 3G gezeigt ist, wird in dem siebten Schritt die auf das Polster 50 aufgebrachte Presskraft aufgehoben, und das Polster 50 wird entfernt. In dieser Weise wird der Verbindungskörper 1 erlangt, bei dem der Rohrkörper 20 und der Wandflächenkörper 10 verbunden sind.
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Der in der vorstehend beschriebenen Weise erlangte Verbindungskörper 1 hat die folgenden Effekte.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Rohrkörper 20 gleichförmig durch die elastischen Körper 40 gedehnt werden, wodurch eine örtliche Belastung an dem Rohrkörper 20 reduziert werden kann, und eine örtliche Verformung kann verhindert werden. Daher können der Rohrkörper 20 und der Wandflächenkörper 10 mit einer höheren Genauigkeit eingepasst werden, d.h. die Verbindungsfestigkeit kann verbessert werden im Vergleich zu anderen Verbindungsverfahren. Darüber hinaus ist die Innenrippe 21, die an dem Rohrkörper 20 aus einem Gesichtspunkt beispielsweise einer Verbesserung der Festigkeit vorgesehen ist, mit der Einkerbung 22 an ihrem unteren Ende versehen. Somit ist es wenig wahrscheinlich, dass die Innenrippe 21 zu einem Widerstand wird, wenn der Rohrkörper 20 sich ausdehnt, wodurch der eingeführte Abschnitt des Rohrkörpers 20 in zufriedenstellender Weise gedehnt werden kann. Daher kann eine ausreichende Verbindungsfestigkeit sichergestellt werden, die im Wesentlichen derjenigen in dem Fall gleich ist, bei dem der Rohrkörper 20 nicht mit der Innenrippe 21 versehen ist.
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Wenn die Einkerbung 22 an der Innenrippe 21 wie in 4 gezeigt nicht vorgesehen ist, wird die Innenrippe 21 zu einem Widerstand, wenn der Rohrkörper 20 während des Verbindungsprozesses durch Presspassen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen elastischen Körper 40 gedehnt wird, und somit wird der Rohrkörper 20 nicht in zufriedenstellender Weise gedehnt. Andererseits kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgrund der Innenrippe 21, die wie in 2 gezeigt an dem Rohrkörper 20 vorgesehen ist, der Widerstand, der dann aufgebracht wird, wenn der Rohrkörper 20 gedehnt wird, unterdrückt werden, wodurch der Rohrkörper 20 in zufriedenstellender Weise gedehnt werden kann.
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Des Weiteren wird, da die Wandfläche des Lochabschnittes 11 des Wandflächenkörpers 10 durch den Gratbildungsprozess erhöht (angehoben) wird, der Verbindungsbereich zwischen dem Rohrkörper 20 und dem Wandflächenkörper 10 erhöht, und die Verbindungsfestigkeit wird verbessert.
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Darüber hinaus kann der Rohrkörper 20 stärker gedehnt werden durch die abgeschrägte Fläche 15 (sh. 3A), die in dem Lochabschnitt 11 vorgesehen ist.
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Genauer gesagt ermöglicht der Gratbildungsprozess zum Ausbilden der abgeschrägten Fläche 50, dass der Lochabschnitt 11 stärker ausgebildet wird im Vergleich zu beispielsweise einem Gratbildungsprozess für ein einfaches Anheben der Wandfläche in senkrechter Weise. Da der Lochabschnitt 11 größer ausgebildet wird, kann der Rohrkörper 20 stärker gedehnt werden. Daher kann der gedehnte Abschnitt, der als ein Stopper dient, größer ausgebildet werden, wodurch die Verbindungsfestigkeit verbessert werden kann.
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Des Weiteren ist der gerade Abschnitt 13 höher als die Ecke 14 an dem Rand 12 des Lochabschnittes 11 ausgebildet (sh. 1). Daher kann der Verbindungsbereich zwischen dem Rohrkörper 20 und dem Wandflächenkörper 10 an dem geraden Abschnitt 13 größer gestaltet werden als der Verbindungsbereich an der Ecke 14. Vom Gesichtspunkt der Steifigkeit wird der Rohrkörper 20 an der Ecke 14 kaum ausgedehnt und wird mit Leichtigkeit an dem geraden Abschnitt 13 ausgedehnt. Daher kann die Verbindungsfestigkeit effizient verbessert werden, indem der Verbindungsbereich an dem geraden Abschnitt 13 erhöht wird, an dem der Rohrkörper 20 mit Leichtigkeit ausgedehnt wird.
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Da des Weiteren die Höhe D der Einkerbung 22 gleich wie oder größer als die Gratbildungshöhe H des Lochabschnittes 11 ist (sh. 3B), kann das untere Ende (der eingeführte Abschnitt) des Rohrkörpers 20 zu der Gratbildungshöhe in starkem Maße ausgedehnt werden. Daher kann der Rohrkörper 20 durch Presspassen an dem gesamten Lochabschnitt 11 gedehnt und verbunden werden, der dem Gratbildungsprozess ausgesetzt worden ist, wodurch die Verbindungsfestigkeit verbessert werden kann.
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Des Weiteren ist die Einkerbung 22 an der Innenrippe 21 an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Innenrippe 21 und der Innenfläche des Rohrkörpers 20 vorgesehen, d.h., die Innenrippe 21 und die Innenfläche des Rohrkörpers 20 sind abschnittsweise voneinander an dem Verbindungsabschnitt getrennt, was in effektiver Weise verhindert, dass die Innenrippe 21 zu einem Widerstand wird, wenn der Rohrkörper 20 gedehnt wird. Daher kann der Ausdehnbetrag des Rohrkörpers 20 erhöht werden, und die Verbindungsfestigkeit kann verbessert werden.
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Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel angewendeten jeweiligen Elemente können in verschiedenartigen Weise abgewandelt werden. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verbindungskörper 1 unter Verwendung des Montagetisches 30 und des Presswerkzeuges 60 ausgebildet. Jedoch müssen der Montagetisch 30 und das Presswerkzeug 60 nicht angewendet werden. Des Weiteren muss der Lochabschnitt 11 an dem Wandflächenkörper 10 nicht mit einer Gratbildung behandelt werden, und der Rohrkörper 20 kann direkt mit dem Rand des Lochabschnittes 11 durch Presspassen verbunden werden. Darüber hinaus ist die Art und Weise des Gratbildungsprozesses nicht spezifisch beschränkt, und eine abgerundete Fläche kann ausgebildet werden anstelle der abgeschrägten Fläche im vorliegenden Ausführungsbeispiel, indem der Gratbildungsprozess angewendet wird. Des Weiteren ist die Form der Innenrippe 21 des Rohrkörpers 20 nicht spezifisch beschränkt, und kann eine beliebige andere Form außer der Kreuzform haben.
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Wie dies in 5 gezeigt ist, kann die Einkerbung 22 an der Mitte der kreuzförmigen Innenrippe 21 gemäß einer Abwandlung des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen sein. Somit kann die Einkerbung 22 an lediglich einer Stelle ausgebildet sein.
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Wie dies in den 6A und 6B gezeigt ist, kann die Querschnittsform des Rohrkörpers 20 beispielsweise gemäß einer anderen Abwandlung des vorliegenden Ausführungsbeispiels kreisartig sein. Wenn der Rohrkörper 20 einen kreisartigen Querschnitt hat, kann die Einkerbung 22 ebenfalls an der Innenrippe 21 an dem Verbindungsabschnitt (sh. 6A) zwischen der Innenrippe 21 und der Innenfläche des Rohrkörpers 20 oder an der Mitte der Innenrippe 21 (sh. 6B) vorgesehen sein. Wie dies in der vorliegenden Abwandlung gezeigt ist, sind die Form des Rohrkörpers 20 und die Position der Innenrippe 21 nicht spezifisch beschränkt. Der Rohrkörper 20 kann eine beliebige Form haben, und die Innenrippe 21 kann an einer beliebigen Position vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungskörper
- 10
- Wandflächenkörper
- 11
- Lochabschnitt
- 12
- Rand
- 13
- gerader Abschnitt
- 14
- Ecke
- 15
- abgeschrägte Fläche
- 20
- Rohrkörper
- 21
- Innenrippe
- 22
- Einkerbung
- 30
- Montagetisch
- 31
- Gegenbohrung
- 40
- elastischer Körper
- 41
- Durchgangsloch
- 50
- Polster
- 51
- Flansch
- 60
- Presswerkzeug
- 61
- oberes Element
- 61a
- oberer Kopf
- 61b
- Aufnehmer
- 62
- unteres Element
- 62a
- unterer Kopf
- 62b
- Stab
- 63
- Feder