DE102017105192A1

DE102017105192A1 - Method for connecting a sandwich component

Info

Publication number: DE102017105192A1
Application number: DE102017105192.9A
Authority: DE
Inventors: Azeddine Chergui; Mustafa Al; Jürgen Goldmann
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-09-13
Also published as: WO2018162629A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils mit einem Verbindungselement beansprucht, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Verbindungselement in einer Ausnehmung des Sandwich-Bauteils angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Verfahrensschritt zumindest ein erster Stützflansch des Verbindungselements derart in Richtung eines zweiten Stützflanschs verformt wird, dass ein Randbereich der Ausnehmung formschlüssig zwischen dem ersten und dem zweiten Stützflansch aufgenommen wird und der Abstand zwischen dem ersten Stützflansch und dem zweiten Stützflansch im Wesentlichen der Dicke des Sandwich-Bauteils entspricht. Es wird weiterhin eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Anordnung beansprucht.A method for connecting a sandwich component to a connecting element is claimed, wherein in a first method step the connecting element is arranged in a recess of the sandwich component, characterized in that in a second method step at least one first supporting flange of the connecting element in the direction of one second support flange is deformed, that an edge region of the recess is positively received between the first and the second support flange and the distance between the first support flange and the second support flange substantially corresponds to the thickness of the sandwich component. Furthermore, an arrangement produced in the method according to the invention is claimed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils mit einem Verbindungselement, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Verbindungselement in einer Ausnehmung des Sandwich-Bauteils angeordnet wird.The present invention is based on a method for connecting a sandwich component to a connecting element, wherein in a first method step, the connecting element is arranged in a recess of the sandwich component.

Verfahren zum Verbinden von Sandwich-Bauteilen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sandwich-Bauteile sind mehrschichtig ausgeführt und weisen beispielsweise zwischen zwei metallischen Schichten eine Kunststoffzwischenschicht auf. Beim Verbinden, insbesondere Verschrauben, eines gattungsgemäßen Sandwich-Bauteils mit einem weiteren Bauteil, welches bisher konventionell durch Einschieben einer Schraube durch eine gelochte Öffnungen im Sandwich-Bauteil und im Bauteil und deren kraftschlüssige Verbindung mittels Festziehens einer Mutter auf dem Gewindegang des Schraubschaftes durchgeführt wurde, hält die Verbindung zwischen Sandwich-Bauteil und dem weiteren Bauteil nur für eine gewisse Zeit stand. Aufgrund des temperaturabhängigen Kriechverhaltens des eingesetzten Kunststoffes in der Zwischenschicht kann die Vorspannkraft der Verschraubung verloren gehen, dadurch lockert sich die Verbindung und eine sichere Verbindung kann nicht mehr gewährleistet werden. Aus der WO 2015/169588 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils bekannt, wobei das Sandwich-Bauteil zwischen zwei äußeren Bauelementen eine Zwischenschicht aufweist. Das Verfahren besteht aus einem ersten Verfahrensschritt, in dem durch Erwärmen und Ausüben einer Druckkraft die Zwischenschicht des mehrschichtigen Bauteils im Bereich der Verbindungsstelle verdrängt wird und die beiden äußeren Bauelemente durch Anlegen einer elektrischen Spannung aneinander geheftet werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Ausnehmung im Bereich der Verbindungsstelle in das Sandwich-Bauteil gebracht und ein Verbindungselement zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens in die Ausnehmung eingebracht. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass es aufwendig und zeitintensiv ist. Insbesondere muss dem Einbringen des Verbindungselements ein Erwärmungs- und Verpressungsschritt vorausgehen, in dem die Kunststoffschicht aus der Verbindungsstelle gepresst wird. Das Entfernen der Kunststoffschicht kann zu einem lokalen Steifigkeitsverlust führen und sich dadurch auch negativ auf die Verbindungsstelle auswirken. Methods for joining sandwich components are known in the art. Sandwich components are multilayered and have, for example between two metallic layers on a plastic intermediate layer. When connecting, in particular screwing, a generic sandwich component with another component, which was previously carried out conventionally by inserting a screw through a perforated openings in the sandwich component and in the component and their non-positive connection by tightening a nut on the thread of the screw shaft, Withstands the connection between the sandwich component and the other component only for a certain time. Due to the temperature-dependent creep behavior of the plastic used in the intermediate layer, the biasing force of the screw can be lost, thereby loosens the connection and a secure connection can no longer be guaranteed. From the WO 2015/169588 A1 For example, a method for connecting a sandwich component is known, wherein the sandwich component has an intermediate layer between two outer components. The method consists of a first method step, in which by heating and exerting a compressive force, the intermediate layer of the multilayer component is displaced in the region of the connection point and the two outer components are tacked together by applying an electrical voltage. In a further method step, a recess in the region of the connection point is brought into the sandwich component and a connecting element for receiving a connecting bolt is introduced into the recess. A disadvantage of this method is that it is complicated and time-consuming. In particular, the introduction of the connecting element must be preceded by a heating and pressing step in which the plastic layer is pressed out of the connection point. The removal of the plastic layer can lead to a loss of local stiffness and thereby also adversely affect the joint.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vergleichsweise einfaches, schnelles und kostengünstiges Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide a comparatively simple, quick and inexpensive method for joining a sandwich component.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils mit einem Verbindungselement, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Verbindungselement in einer Ausnehmung des Sandwich-Bauteils angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Verfahrensschritt zumindest ein erster Stützflansch des Verbindungselements derart in Richtung eines zweiten Stützflanschs verformt wird, dass ein Randbereich der Ausnehmung formschlüssig zwischen dem ersten und dem zweiten Stützflansch aufgenommen wird und der Abstand zwischen dem ersten Stützflansch und dem zweiten Stützflansch im Wesentlichen der Dicke des Sandwich-Bauteils entspricht.This object is achieved by a method for connecting a sandwich component with a connecting element, wherein in a first method step, the connecting element is arranged in a recess of the sandwich component, characterized in that in a second method step, at least a first support flange of the connecting element in such Direction of a second support flange is deformed, that an edge region of the recess is positively received between the first and the second support flange and the distance between the first support flange and the second support flange substantially corresponds to the thickness of the sandwich component.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Steifigkeit des Sandwich-Bauteils im Wesentlichen global erhalten bleibt. Insbesondere ist ein Verschließen des Randbereichs der Ausnehmung, beispielsweise durch ein Erwärmen und Verpressen des Sandwich-Bauteils im Bereich der Verbindungsstelle, nicht mehr notwendig. Es wird somit vorteilhaft ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils zur Verfügung gestellt.The method according to the invention has the advantage over the prior art that the stiffness of the sandwich component is essentially retained globally. In particular, a closing of the edge region of the recess, for example by heating and pressing of the sandwich component in the region of the connection point, no longer necessary. It is thus advantageous to provide a simple, fast and inexpensive method for connecting a sandwich component.

Das Sandwich-Bauteil ist aus einem Sandwich-Material ausgeführt. Insbesondere weist das Sandwich-Bauteil mindestens zwei äußere, bevorzugt metallische Schichten und eine zwischen den beiden äußeren Schichten angeordnete Zwischenschicht, bevorzugt eine Kunststoffzwischenschicht, auf. Das Verbindungselement ist bevorzugt zylinderförmig, insbesondere als Metallzylinder, ausgeführt. Der erste und zweite Stützflansch sind bevorzugt ringförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind der erste und zweite ringförmige Stützflansch koaxial zur Zylinderachse des Verbindungselements angeordnet. Insbesondere weisen der erste und zweite Stützflansch Stützflächen zur Druckbeaufschlagung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Stützflansch in einem ersten Endbereich des Verbindungselements und der zweite Stützflansch in einem zweiten Endbereich des Verbindungselements angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform sind der erste und/oder der zweite Stützflansch in einem zwischen dem ersten und zweiten Endbereich ausgebildeten mittleren Bereich des Verbindungselements angeordnet. Das Verbindungsbauteil wird bevorzugt so in der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils angeordnet, dass die Zylinderachse senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils verläuft. Die Ausnehmung wird beispielsweise durch Bohren, Stanzen oder Schneiden in dem Sandwich-Bauteil angebracht. Bevorzugt weist die Ausnehmung einen runden Querschnitt auf. Durch Druckbeaufschlagung wird zumindest der erste Stützflansch des Verbindungselements in Richtung des zweiten Stützflanschs verformt, so dass der erste und zweite Stützflansch die Seitenkanten der Ausnehmung umschließen. Hierbei bleiben alle Schichten des Sandwich-Bauteils im Randbereich der Ausnehmung erhalten. Zumindest der erste Stützflansch des Verbindungselements wird derart in Richtung des zweiten Stützflanschs verformt, dass der Randbereich der Ausnehmung formschlüssig zwischen dem ersten und dem zweiten Stützflansch aufgenommen wird und der Abstand zwischen dem ersten Stützflansch und dem zweiten Stützflansch insbesondere mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 100% der Dicke des Sandwich-Bauteils entspricht. In einer weiteren Ausführungsform wird im zweiten Verfahrensschritt auch der zweite Stützflansch, bevorzugt in Richtung des ersten Stützflanschs, verformt.The sandwich component is made of a sandwich material. In particular, the sandwich component has at least two outer, preferably metallic layers and an intermediate layer arranged between the two outer layers, preferably a plastic intermediate layer. The connecting element is preferably cylindrical, in particular as a metal cylinder. The first and second support flange are preferably annular. Particularly preferably, the first and second annular support flange are arranged coaxially to the cylinder axis of the connecting element. In particular, the first and second support flange on support surfaces for pressurizing. In a preferred embodiment, the first support flange is arranged in a first end region of the connection element and the second support flange is arranged in a second end region of the connection element. In an alternative embodiment, the first and / or the second support flange are arranged in a middle region of the connecting element formed between the first and second end regions. The connecting component is preferably arranged in the recess of the sandwich component such that the cylinder axis runs perpendicular to the main extension plane of the sandwich component. The recess is attached, for example by drilling, punching or cutting in the sandwich component. Preferably, the Recess on a round cross-section. By pressurizing at least the first support flange of the connecting element is deformed in the direction of the second support flange, so that the first and second support flange surround the side edges of the recess. In this case, all layers of the sandwich component are retained in the edge region of the recess. At least the first supporting flange of the connecting element is deformed in the direction of the second supporting flange such that the edge region of the recess is received in a form-fitting manner between the first and the second supporting flange and the distance between the first supporting flange and the second supporting flange is at least 80%, preferably at least 90%. and particularly preferably at least 100% of the thickness of the sandwich component corresponds. In a further embodiment, in the second method step, the second support flange is also deformed, preferably in the direction of the first support flange.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird vor dem ersten Verfahrensschritt eine Schneidkante des Verbindungselements auf dem Sandwich-Bauteil angeordnet und der zweite Stützflansch des Verbindungselements derart mit Druck beaufschlagt, dass die Schneidkante die Ausnehmung in das Sandwich-Bauteil stanzt und das Verbindungselement in diese Ausnehmung gedrückt wird. Die Anbringung der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils und das Anordnen des Verbindungselements erfolgen vorteilhaft in einem Verfahrensschritt. Dies ermöglicht einen schnellen und einfachen Verbindungsprozess. Weiterhin stimmt vorteilhaft die Abmessung der Ausnehmung automatisch mit dem Querschnitt des Verbindungselements überein. Dies erlaubt ein formschlüssiges Anordnen des Verbindungselements in der Ausnehmung, ohne dass zusätzliche, aufwendige Verfahrens-und Messschritte notwendig wären. Dies erlaubt ein schnelles, effizientes und passgenaues Anordnen des Verbindungselements in der Ausnehmung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schneidkante in einem Endbereich, insbesondere einem vor dem ersten Verfahrensschritt dem Sandwich-Bauteil zugewandten Endbereich des Verbindungselements, angeordnet. Bevorzugt verläuft die Schneidkante entlang des Querschnitts des Verbindungselements. Die Schneidkante und der erste Stützflansch können als eine Einheit ausgeführt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform werden das Stanzen der Ausnehmung und Einbringen des Verbindungselements in die gestanzte Ausnehmung mit dem zweiten Verfahrensschritt in einem Schritt ausgeführt. Die Druckbeaufschlagung beim Stanzen und Einbringen des Verbindungselements kann dabei durch dieselbe Vorrichtung erfolgen, durch die die Druckbeaufschlagung im zweiten Verfahrensschritt erfolgt.In a preferred embodiment of the present invention, prior to the first method step, a cutting edge of the connecting element is arranged on the sandwich component and the second supporting flange of the connecting element is subjected to pressure such that the cutting edge punches the recess into the sandwich component and the connecting element into this recess is pressed. The attachment of the recess of the sandwich component and the arrangement of the connecting element advantageously take place in one method step. This allows for a quick and easy connection process. Furthermore, advantageously the dimension of the recess automatically coincides with the cross section of the connecting element. This allows a positive arrangement of the connecting element in the recess, without additional, complicated process and measuring steps would be necessary. This allows a fast, efficient and accurate positioning of the connecting element in the recess. In a preferred embodiment, the cutting edge is arranged in an end region, in particular an end region of the connecting element facing the sandwich component before the first process step. Preferably, the cutting edge extends along the cross section of the connecting element. The cutting edge and the first support flange may be made as one unit. In a preferred embodiment, the punching of the recess and the introduction of the connecting element into the punched recess are carried out in a single step in the second method step. The pressurization during punching and insertion of the connecting element can be effected by the same device through which the pressurization takes place in the second process step.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der erste Stützflansch zwischen dem ersten und zweiten Verfahrensschritt aus einer Einführposition, in der der erste Stützflansch an einer Außenwand des Verbindungselements anliegt, in Richtung des zweiten Stützflanschs in eine Verformungsposition gebogen. Hierdurch wird ein passgenaues und formschlüssiges Anordnen des Verbindungselements in der Ausnehmung, insbesondere bei beliebiger Länge und Dicke des ersten Stützflanschs, ermöglicht. Bevorzugt weist das Verbindungselement mindestens einen Bereich mit einem ersten und einen Bereich mit einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Querschnitt auf. Insbesondere ist der Durchmesser des ersten Bereichs größer als der Durchmesser des zweiten Bereichs. Dabei entspricht die Differenz aus dem Durchmesser des ersten Bereichs und dem Durchmesser des zweiten Bereichs im Wesentlichen der Dicke des ersten Stützflanschs. Bevorzugt liegt der erste Stützflansch in der Einführposition im zweiten Bereich an der Außenwand des Verbindungselements an. Der erste Stützflansch wird in Richtung des zweiten Stützflanschs in eine Verformposition gebogen. Aus der Verformposition erfolgt das Verformen zumindest des ersten Stützflanschs durch Druckbeaufschlagung im zweiten Verfahrensschritt. Insbesondere wird der erste Stützflansch in eine Verformposition gebogen, die eine einfache und effiziente Druckbeaufschlagung und Verformung des ersten Stützflansches im zweiten Verfahrensschritt erlaubt. Bevorzugt weist der erste Stützflansch in der Verformposition einen Neigungswinkel gegenüber dem Verbindungselement auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungselement einen dritten Bereich mit einem dritten Querschnitt auf. Insbesondere weist der dritte Bereich einen von dem ersten und zweiten Bereich verschiedenen Durchmesser auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der dritte Bereich einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des ersten und zweiten Bereichs. Bevorzugt ist der zweite Stützflansch als dritter Bereich ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen das Biegen von Einführposition in Verformposition und die Druckbeaufschlagung des zweiten Verfahrensschritts in einem Schritt. Bevorzugt werden das Biegen von Einführposition in Verformposition und die Druckbeaufschlagung des zweiten Verfahrensschritts durch dieselbe Vorrichtung ausgeführt.In a further, preferred embodiment of the present invention, the first support flange between the first and second method step is bent from an insertion position in which the first support flange bears against an outer wall of the connecting element in the direction of the second support flange in a deformation position. In this way, a precise fit and positive arrangement of the connecting element in the recess, in particular at any length and thickness of the first support flange, allows. Preferably, the connecting element has at least one region with a first and a region with a second, different from the first cross-section. In particular, the diameter of the first region is greater than the diameter of the second region. In this case, the difference between the diameter of the first region and the diameter of the second region substantially corresponds to the thickness of the first support flange. Preferably, the first support flange is in the insertion position in the second region on the outer wall of the connecting element. The first support flange is bent in the direction of the second support flange in a deformation position. From the deformation position, at least the first support flange is deformed by pressurization in the second method step. In particular, the first support flange is bent into a deformation position, which allows a simple and efficient pressurization and deformation of the first support flange in the second method step. Preferably, the first support flange in the deformation position on an inclination angle relative to the connecting element. In a further preferred embodiment, the connecting element has a third region with a third cross section. In particular, the third region has a diameter different from the first and second regions. In a preferred embodiment, the third region has a diameter that is greater than the diameter of the first and second regions. Preferably, the second support flange is formed as a third region. In a preferred embodiment, the bending of the insertion position into the deformation position and the pressurization of the second method step take place in one step. Preferably, the bending of insertion position in the deformation position and the pressurization of the second process step are performed by the same device.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Sandwich-Bauelement vor dem ersten Verfahrensschritt derart verformt, dass ein Verbindungsbereich vertikal von der Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils beabstandet ist. Hierdurch wird eine einfache, formschlüssige Anordnung eines zweiten Bauteils oberhalb oder unterhalb des Sandwich-Bauteils ermöglicht. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsbereich der Bereich des Sandwich-Bauteils, in dem die Ausnehmung angeordnet ist. Insbesondere erfolgt die Verformung des Sandwich-Bauteils vor dem ersten Verfahrensschritt derart, dass der vertikale Abstand zwischen Verbindungsbereich und Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils der Höhe des in der Ausnehmung anzuordnenden Verbindungselements entspricht. Insbesondere ist hierdurch ein Anordnen des Verbindungselements in der Ausnehmung derart möglich, dass eine Ober- oder Unterseite des Verbindungselements in einer Ebene mit der Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils liegt. In einer alternativen Ausführungsform wird das Sandwich-Bauteil im Verbindungsbereich derart verformt, dass eine Ober- oder Unterseite des Verbindungselements über die Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils herausragt. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, einen minimalen Abstand zwischen dem Sandwich-Bauteil und einem oberhalb oder unterhalb des Sandwich-Bauteils angeordneten zweiten Bauteils durch die Ausführung und Verformung des ersten Stützflanschs einzustellen.In a further, preferred embodiment of the present invention, the sandwich component is deformed prior to the first method step such that a connection region extends vertically from the main extension plane of the sandwich component is spaced. As a result, a simple, positive-locking arrangement of a second component above or below the sandwich component is made possible. For the purposes of the present invention, the connection region is the region of the sandwich component in which the recess is arranged. In particular, the deformation of the sandwich component takes place before the first method step such that the vertical distance between the connection region and the main extension plane of the sandwich component corresponds to the height of the connecting element to be arranged in the recess. In particular, this makes it possible to arrange the connecting element in the recess in such a way that an upper or lower side of the connecting element lies in a plane with the main extension plane of the sandwich component. In an alternative embodiment, the sandwich component is deformed in the connection region such that an upper or lower side of the connecting element protrudes beyond the main extension plane of the sandwich component. As a result, it is advantageously possible to set a minimum distance between the sandwich component and a second component arranged above or below the sandwich component by the design and deformation of the first support flange.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Verbindungselement eine Bohrung, beispielsweise mit einem Innengewinde, auf und ein Verbindungsbolzen, beispielsweise mit einem Außengewinde, wird in der Bohrung angeordnet. Durch das Anordnen des Verbindungsbolzens in der Bohrung kann das Sandwich-Bauteil vorteilhaft mit einem zweiten Bauteil verbunden, insbesondere verschraubt, werden. Bevorzugt ist die Bohrung koaxial zur Zylinderachse des Verbindungselements ausgeführt und verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Sandwich-Bauteils. Der Verbindungsbolzen ist beispielsweise als Schraube ausgeführt. Beispielsweise ist das Innengewinde des Verbindungselements passend zu dem Außengewinde des Verbindungsbolzens ausgeführt. Alternativ kann die Bohrung bevorzugt ohne Innengewinde ausgeführt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein zweites Bauteil oberhalb oder unterhalb des Sandwich-Bauteils derart angeordnet, dass eine Ausnehmung des zweiten Bauteils oberhalb oder unterhalb der Bohrung des Verbindungselements liegt. Der Verbindungsbolzen wird in der Bohrung und der Ausnehmung des zweiten Bauteils angeordnet. Hierdurch werden Sandwich-Bauteil und zweites Bauteil mittels Verbindungselement miteinander verbunden, insbesondere verschraubt. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform wird der Verbindungsbolzen oberhalb oder unterhalb des zweiten Bauteils mit einem zweiten Verbindungselement, beispielsweise einer Mutter, fixiert. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine stabile und feste Verbindung zwischen Sandwich-Bauteil und zweiten Bauteil herzustellen. Insbesondere können Sandwich-Bauteil und zweites Bauteil aufgrund des in der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils erfindungsgemäß angeordneten Verbindungselements verschraubt werden, ohne dass es durch die Kunststoffschicht des Sandwich-Bauteils zu Beeinträchtigungen der Vorspannkraft der Schraubverbindung kommt.In a further, preferred embodiment of the present invention, the connecting element has a bore, for example with an internal thread, and a connecting bolt, for example with an external thread, is arranged in the bore. By arranging the connecting bolt in the bore, the sandwich component can advantageously be connected to a second component, in particular screwed. Preferably, the bore is made coaxial with the cylinder axis of the connecting element and extends substantially perpendicular to the main extension plane of the sandwich component. The connecting bolt is designed for example as a screw. For example, the internal thread of the connecting element is designed to match the external thread of the connecting bolt. Alternatively, the bore can preferably be designed without an internal thread. In a preferred embodiment, in a further method step, a second component above or below the sandwich component is arranged such that a recess of the second component is above or below the bore of the connecting element. The connecting bolt is arranged in the bore and the recess of the second component. As a result, sandwich component and second component are connected to one another by means of connecting element, in particular screwed. In a further preferred embodiment, the connecting bolt is fixed above or below the second component with a second connecting element, for example a nut. As a result, it is advantageously possible to produce a stable and firm connection between the sandwich component and the second component. In particular, the sandwich component and the second component can be screwed due to the connecting element arranged according to the invention in the recess of the sandwich component, without the biasing force of the screw connection being impaired by the plastic layer of the sandwich component.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Stützfläche des ersten Stützflanschs innerhalb der Bohrung angeordnet. Hierdurch ist der erste Stützflansch vorteilhaft vor ungewollten Verformungen geschützt. Ein Umbiegen des ersten Stützflansches in eine Verformposition vor dem zweiten Verfahrensschritt wird vorteilhaft vermieden. Insbesondere kann der erste Stützflansch mit der Schneidkante als Einheit ausgeführt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützfläche gegenüber der Zylinderachse des Verbindungselements geneigt. Im zweiten Verfahrensschritt wird bevorzugt durch Druckbeaufschlagung der erste Stützflansch in Richtung des zweiten Stützflanschs derart verformt, dass die ursprünglich innerhalb der Bohrung angeordnete Stützfläche des ersten Stützflanschs nach außen tritt. Dabei kontaktiert der erste Stützflanschs den Randbereich der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils. Der Randbereich der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils wird insbesondere von dem ersten Stützflansch und dem zweiten Stützflansch formschlüssig aufgenommen.In a further preferred embodiment of the present invention, a support surface of the first support flange is disposed within the bore. As a result, the first support flange is advantageously protected against unwanted deformations. Bending of the first support flange in a deformation position before the second process step is advantageously avoided. In particular, the first support flange may be designed with the cutting edge as a unit. In a preferred embodiment, the support surface is inclined relative to the cylinder axis of the connecting element. In the second method step, the first support flange is preferably deformed by pressurization in the direction of the second support flange in such a way that the support surface of the first support flange originally arranged inside the bore emerges outwardly. In this case, the first support flange contacts the edge region of the recess of the sandwich component. The edge region of the recess of the sandwich component is received in a form-fitting manner in particular by the first support flange and the second support flange.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Stützfläche des ersten Stützflanschs außen an dem Verbindungselement angeordnet. Hierdurch ist eine einfache Druckbeaufschlagung des ersten Stützflansches möglich. Insbesondere können Länge und Neigungswinkel der Stützfläche des ersten Stützflansches an die Abmessungen des Sandwich-Bauteils und an die Anforderungen an die Verbindung angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützfläche ringförmig ausgebildet.In a further preferred embodiment of the present invention, a support surface of the first support flange is arranged on the outside of the connecting element. As a result, a simple pressurization of the first support flange is possible. In particular, the length and angle of inclination of the support surface of the first support flange can be adapted to the dimensions of the sandwich component and to the requirements of the connection. In a preferred embodiment, the support surface is annular.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, aufweisend das Sandwich-Bauteil und das Verbindungselement, wobei das Verbindungselement in einer Ausnehmung des Sandwich-Bauteils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Randbereich der Ausnehmung formschlüssig zwischen dem ersten und dem zweiten Stützflansch aufgenommen ist und der Abstand zwischen dem ersten Stützflansch und dem zweiten Stützflansch im Wesentlichen der Dicke des Sandwich-Bauteils entspricht. Hierdurch wird vorteilhaft ein Sandwich-Bauteil zur Verfügung gestellt, dass stabil und fest mit mindestens einem weiteren Bauteil verbunden, insbesondere verschraubt, werden kann, ohne dass es zu lokalen Steifigkeitsverlusten im Sandwich-Bauteil kommt. Hierdurch wird vorteilhaft eine Verminderung des Anzugsdrehmoments der Schraube verhindert. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht ein Verbinden, insbesondere Verschrauben, des Sandwich-Bauteils mit einem zweiten Bauteil ohne einen Verlust des Anzugsdrehmoments der Schraube. Hierdurch wird die Herstellung eines stabilen Bauelementverbunds mit mindestens einem Sandwich-Bauteil ermöglicht.Another object of the invention is an arrangement produced in a method according to one of claims 1-7, comprising the sandwich component and the connecting element, wherein the connecting element is arranged in a recess of the sandwich component, characterized in that an edge region of the recess is positively received between the first and the second support flange and the distance between the first support flange and the second support flange substantially corresponds to the thickness of the sandwich component. As a result, a sandwich component is advantageously made available that can be stably and firmly connected to at least one further component, in particular screwed, without causing local stiffness losses in the sandwich component. This advantageously prevents a reduction in the tightening torque of the screw. The arrangement according to the invention enables a connection, in particular screwing, of the sandwich component with a second component without loss of the tightening torque of the screw. This makes it possible to produce a stable component composite with at least one sandwich component.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Verbindungselement eine Bohrung, beispielsweise mit einen Innengewinde, und einen in der Bohrung angeordneten Verbindungsbolzen, beispielsweise mit einem Außengewinde, auf. Hierdurch ist ein Verschrauben des Sandwich-Bauteils mit einem zweiten Bauteil möglich. Alternativ kann die Bohrung bevorzugt ohne Innengewinde ausgeführt sein. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Verbindungselements in der Ausnehmung des Sandwich-Bauteils ein Verlust des Anzugdrehmoments des Verbindungsbolzens vermieden.In a preferred embodiment of the present invention, the connecting element has a bore, for example with an internal thread, and a connecting bolt arranged in the bore, for example with an external thread. As a result, a screwing of the sandwich component with a second component is possible. Alternatively, the bore can preferably be designed without an internal thread. In particular, a loss of tightening torque of the connecting bolt is avoided by the inventive arrangement of the connecting element in the recess of the sandwich component.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Anordnung ein zweites Bauteil mit einer Ausnehmung auf, wobei das Sandwich-Bauteil und das zweite Bauteil durch einen in einer Ausnehmung des zweiten Bauteils und in einer Bohrung des Verbindungselements angeordneten Verbindungsbolzen verbunden sind. Das zweite Bauteil kann oberhalb oder unterhalb des Sandwich-Bauteils angeordnet sein. Bevorzugt ist das zweite Bauteil mit dem Sandwich-Bauteil verschraubt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Schraubverbindung durch ein weiteres Verbindungselement, beispielsweise ein Mutter, oberhalb oder unterhalb des zweiten Bauteils fixiert sein. Hierdurch wird ein stabiler Bauelementverbund mit Sandwich-Bauteil zur Verfügung gestellt.In a further preferred embodiment of the present invention, the arrangement has a second component with a recess, wherein the sandwich component and the second component are connected by a connecting bolt arranged in a recess of the second component and in a bore of the connecting element. The second component can be arranged above or below the sandwich component. Preferably, the second component is bolted to the sandwich component. In a preferred embodiment, the screw connection can be fixed by a further connecting element, for example a nut, above or below the second component. As a result, a stable component composite with sandwich component is provided.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawings, as well as from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the essential inventive idea.

Figurenlistelist of figures

1a . 1b . 1c schematically illustrate a method and an arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention.
2a . 2 B . 2c . 2d schematically show a method and an arrangement according to an alternative exemplary embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.

In 1a bis 1c sind schematisch ein Verfahren und eine Anordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Vor dem ersten Verfahrensschritt wird das Verbindungselement 6 auf dem Sandwich-Bauteil 2 angeordnet, siehe 1a. In 1a ist das Anordnen des Verbindungselements 6 auf dem Sandwich-Bauteil 2 und die Druckbeaufschlagung 16 des Verbindungselements 6 dargestellt. Das Verbindungselement 6 ist zylinderförmig ausgeführt und weist mittig eine entlang der Zylinderachse Z verlaufende Bohrung 9 zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens 18, insbesondere einer Schraube, auf. Bevorzugt ist das Verbindungselement 6 aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Metall, ausgeführt. An der dem Sandwich-Bauteil 2 abgewandten Stirnseite des Verbindungselements 6 ist ein zweiter Stützflansch 8 angeordnet. Dieser dient der Aufnahme der Druckbeaufschlagung 16. An der dem Sandwich-Bauteil 2 zugewandten Stirnseite des Verbindungselements 6 ist umlaufend eine Schneidkante 11 ausgeführt. Oberhalb der Schneidkante 11 befindet sich innerhalb der Bohrung 9 der erste Stützflansch 7. Der erste Stützflansch 7 ist ringförmig ausgeführt und weist eine geneigte Stützfläche 10 zur Druckbeaufschlagung auf. Dabei nimmt die Wanddicke des Verbindungselements 6 von der Schneidkante 11 zu dem Ende des ersten Stützflansches 7, das dem Sandwich-Bauteil 2 abgewandt ist, zu. Der erste Stützflansch 7 weist im Wesentlichen einen nach innen gerichteten umlaufenden Vorsprung auf. Bevorzugt weist der erste Stützflansch 7 eine Abstütznase 12 auf. Die Geometrie des ersten Stützflanschs 7 ist derart ausgeführt, dass der erste Stützflansch sich unter Druckbeaufschlagung in Richtung des zweiten Stützflanschs 8 verformen kann. Das Sandwich-Bauteil 2 weist eine erste und eine zweite, bevorzugt metallische äußere Schicht 3, 4 und eine zwischen der ersten und zweiten äußeren Schicht 3, 4 angeordnete Kunststoffzwischenschicht 5 auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schneidkante 11 des Verbindungselements 6 auf dem Sandwich-Bauteil 2 angeordnet. Der zweite Stützflansch 8 wird von oben mit Druck 16 beaufschlagt. Unter der Druckeinwirkung 16 stanzt die Schneidkante 11 eine Ausnehmung 13 in das Sandwich-Bauteil 2, in die das Verbindungselement 6 formschlüssig gedrückt wird, siehe 1b. Dabei entspricht der Durchmesser der Ausnehmung 13 im Wesentlichen dem Durchmesser des Verbindungselements 6. Die Außenwand des Verbindungselements 6 kann im Bereich der Ausnehmung 13 in Kontakt mit allen Schichten 3, 4, 5 des Sandwich-Bauteils 2 stehen. Insbesondere bleiben alle Schichten des Sandwich-Bauteils im Randbereich der Ausnehmung 13 erhalten. Im zweiten Verfahrensschritt werden der zweite Stützflansch 8 und die Stützfläche 10 des ersten Stützflanschs 7 mit Druck 16 beaufschlagt. Hierdurch werden gleichzeitig sowohl das Sandwich-Bauteil 2 als auch der ersten Stützflansch 7 des Verbindungselements 6 verformt, siehe 1c. Dabei wird der erste Stützflansch 7 in Richtung des zweiten Stützflanschs 8 verformt. Erster und zweiter Stützflansch 7, 8 bilden nach dem Verformungsschritt eine formschlüssige Aufnahme für den Randbereich der Ausnehmung 13. Erster und zweiter Stützflansch 7, 8 sind dabei im Wesentlichen so beabstandet, dass der Randbereich des Sandwich-Bauteils 2 in seiner ursprünglichen und vollständigen Dicke von dem ersten und zweiten Stützflansch 7, 8 umschlossen wird. Der Abstand 20 zwischen erstem und zweiten Stützflansch 7, 8 entspricht dabei im Wesentlichen der Dicke, vorzugsweise mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 100% der Dicke des Sandwich-Bauteils 2. Ein Verdrängen der Kunststoffzwischenschicht 5 aus dem Sandwich-Bauteil 2 im Randbereich der Ausnehmung 13 ist nicht notwendig. Vielmehr steht das Verbindungselement 6 im Bereich der durch ersten und zweiten Stützflansch 7, 8 gebildeten Aufnahme in Kontakt mit den äußeren Schichten 3, 4 des Randbereichs der Ausnehmung 13. Hiermit wird ein Verfahren zum Verbinden eines Sandwich-Bauteils 2 mit einem Verbindungselement 6 zur Verfügung gestellt, dass einfach, schnell und effizient das Verbinden, insbesondere Verschrauben, des Sandwich-Bauteils 2 mit einem zweiten Bauteil 14 erlaubt. Die Schraube 18, ist wie in 1 c gezeigt, durch die Bohrung 9 des Verbindungselementes, welche als Durchgangsbohrung ausgeführt ist, und durch die Ausnehmung 14.1 des zweiten Bauteils 14 geführt und verbindet das Sandwich-Bauteil 2 und das zweite Bauteil 14 durch einen Kraftschluss, indem eine Mutter 18.1 gegen eine Unterlegscheibe 18.2 mit einer definierten Vorspannkraft angezogen ist. Das Verbindungselement 6 gemäß der dargestellten Ausführungsform gewährleistet eine stabile Verbindung, insbesondere Schraubverbindung, zwischen Sandwich-Bauteil 2 und zweitem Bauteil 14. Das Verfahren gemäß der hier dargestellten Ausführungsform ermöglicht die Herstellung eines stabilen Bauelementverbunds, aufweisend mindestens ein Sandwich-Bauteil 2. Das Sandwich-Bauteil 2 wird durch die Druckbeaufschlagung 16 im zweiten Verfahrensschritt ebenfalls verformt. Insbesondere wird das Sandwich-Bauteil 2 derart verformt, dass ein Verbindungsbereich 15 des Sandwich-Bauteils 2 vertikal von der Haupterstreckungsebene H des Sandwich-Bauteils 2 beabstandet ist. Unterhalb des Sandwich-Bauteils 2 wird ein zweites Bauteil 14 angeordnet. Dabei ist der minimale Abstand 17 zwischen Sandwich-Bauteil 2 und zweitem Bauteil 14 durch die Geometrie des ersten Stützflanschs 7, insbesondere der Abstütznase 12, bestimmt. Die dargestellte Anordnung 1 stellt vorteilhaft ein Sandwich-Bauteil 2 mit Verbindungselement 6 zur Verfügung, das stabil und fest mit einem zweiten Bauteil 14 verbunden, insbesondere verschraubt, werden kann. Die Abstütznase 12 stellt eine Kontaktfläche 12.1 zum Kontaktieren des zweiten Bauteils 14 bereit, über welche die Kraft respektive die Vorspannkraft, symbolisiert durch den dargestellten Doppelpfeil, beim Anziehen der Mutter 18.1 aufgenommen wird und dadurch der Randbereich des Sandwich-Bauteils 2 frei von Kräften durch die Schraubverbindung bleibt. Nicht dargestellt, kann oder können der erste und/oder der zweite Stützflansch 7, 8 zumindest bereichsweise Nasen aufweisen, die derart ausgebildet sind, so dass sie nach dem Verformungsschritt des ersten und zweiten Stützflansch 7, 8 einer formschlüssige Aufnahme für den Randbereich der Ausnehmung 13 bereichsweise die äußere Schicht bzw. Schichten 3, 4 verformen, um unter Ausbildung eines bereichsweisen Kraftschlusses ein Verdrehen des Verbindungselementes 6 effektiv verhindern zu können.In 1a to 1c schematically illustrate a method and an arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention. Before the first process step, the connecting element 6 on the sandwich component 2 arranged, see 1a , In 1a is the arranging of the connecting element 6 on the sandwich component 2 and the pressurization 16 of the connecting element 6 shown. The connecting element 6 is cylindrical and has a center along the cylinder axis Z extending bore 9 for receiving a connecting bolt 18 , in particular a screw on. The connecting element is preferred 6 made of a heat-resistant material, such as metal. At the sandwich component 2 facing away from the end face of the connecting element 6 is a second support flange 8th arranged. This serves to accommodate the pressurization 16 , At the sandwich component 2 facing end face of the connecting element 6 is circumferentially a cutting edge 11 executed. Above the cutting edge 11 is inside the hole 9 the first support flange 7. The first support flange 7 is annular and has an inclined support surface 10 for pressurizing. It takes the wall thickness of the connecting element 6 from the cutting edge 11 to the end of the first support flange 7 that the sandwich component 2 turned away, too. The first support flange 7 essentially has an inwardly directed circumferential projection. Preferably, the first support flange 7 a support nose 12. The geometry of the first support flange 7 is designed such that the first support flange under pressure in the direction of the second support flange 8th can deform. The sandwich component 2 has a first and a second, preferably metallic outer layer 3 . 4 and one between the first and second outer layers 3 . 4 arranged plastic interlayer 5 on. According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the cutting edge 11 of the connecting element 6 on the sandwich component 2 arranged. The second support flange 8th gets pressure from above 16 applied. Under the pressure 16 punches the cutting edge 11 a recess 13 in the sandwich component 2 into which the connecting element 6 is pressed positively, please refer 1b , In this case, the diameter of the recess corresponds 13 essentially the diameter of the connecting element 6 , The outer wall of the connecting element 6 can be in the area of the recess 13 in contact with all layers 3 . 4 . 5 of the sandwich component 2 stand. In particular, all layers of the sandwich component remain in the edge region of the recess 13 receive. In the second process step, the second support flange 8th and the support surface 10 of the first support flange 7 with pressure 16 applied. As a result, both the sandwich component simultaneously 2 as well as the first support flange 7 of the connecting element 6 deformed, see 1c , This is the first support flange 7 in the direction of the second support flange 8th deformed. First and second support flange 7 . 8th form after the deformation step a positive reception for the edge region of the recess 13 , First and second support flange 7 . 8th are substantially spaced so that the edge region of the sandwich component 2 in its original and complete thickness from the first and second support flange 7 . 8th is enclosed. The distance 20 between the first and second support flange 7 . 8th This corresponds essentially to the thickness, preferably at least 80%, preferably at least 90% and particularly preferably at least 100% of the thickness of the sandwich component 2 , A displacement of the plastic interlayer 5 from the sandwich component 2 in the edge region of the recess 13 is not necessary. Rather, is the connecting element 6 in the area of the first and second support flange 7 . 8th formed in contact with the outer layers 3 . 4 the edge region of the recess 13 , This is a method for joining a sandwich component 2 with a connecting element 6 provided that simply, quickly and efficiently connecting, in particular screwing, the sandwich component 2 with a second component 14 allowed. The screw 18 , is like in 1 c shown through the hole 9 of the connecting element, which is designed as a through hole, and through the recess 14.1 of the second component 14 guided and connects the sandwich component 2 and the second component 14 by a traction by a mother 18.1 against a washer 18.2 is tightened with a defined biasing force. The connecting element 6 According to the illustrated embodiment ensures a stable connection, in particular screw, between sandwich component 2 and second component 14 , The method according to the embodiment shown here makes it possible to produce a stable component composite comprising at least one sandwich component 2 , The sandwich component 2 is due to the pressurization 16 also deformed in the second process step. In particular, the sandwich component 2 deformed such that a connection area 15 of the sandwich component 2 vertically from the main extension plane H of the sandwich component 2 is spaced. Below the sandwich component 2 becomes a second component 14 arranged. Here is the minimum distance 17 between sandwich component 2 and second component 14 through the geometry of the first support flange 7 , in particular the support nose 12 , certainly. The illustrated arrangement 1 advantageously makes a sandwich component 2 with connecting element 6 available, stable and strong with a second component 14 connected, in particular screwed, can be. The support nose 12 provides a contact surface 12.1 for contacting the second component 14 ready, over which the force respectively the biasing force, symbolized by the illustrated double arrow, when tightening the mother 18.1 is received and thereby the edge region of the sandwich component 2 remains free of forces through the screw. Not shown, may or may be the first and / or the second support flange 7 . 8th have at least partially noses, which are formed so that they after the deformation step of the first and second support flange 7 . 8th a positive reception for the edge region of the recess 13 partially the outer layer or layers 3 . 4 deform to effectively prevent twisting of the connecting element 6 while forming a partial frictional connection.

In 2a bis 2d sind schematisch ein Verfahren und eine Anordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Vor dem ersten Verfahrensschritt wird das Sandwich-Bauteil 2 mit Ausnehmung 13 zur Verfügung gestellt, siehe Figur 2a, und verformt, siehe 2b. Insbesondere wird das Sandwich-Bauteil 2 in einem Verbindungsbereich 15 verformt. Der Verbindungsbereich 15 ist der Bereich des Sandwich-Bauteils 2, in dem das Sandwich-Bauteil 2, beispielsweise durch Einbringen eines Verbindungsbolzens 18, mit einem zweiten Bauteil 14 gefügt werden soll. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verbindungsbereich 15 durch den Randbereich der Ausnehmung 13 gegeben. Das Sandwich-Bauteil 2 weist eine erste und eine zweite, bevorzugt metallische äußere Schicht 3, 4 und ein zwischen der ersten und zweiten äußeren Schicht 3, 4 angeordnete Kunststoffzwischenschicht 5 auf. Bei der Verformung bleiben im Randbereich der Ausnehmung 13 alle Schichten des Sandwich-Bauteils 2 erhalten. Das Sandwich-Bauteil 2 wird dabei so verformt, dass der Randbereich der Ausnehmung 13 vertikal von der Haupterstreckungsebene H des Sandwich-Bauteils 2 beabstandet ist. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Verbindungselement 6 in der Ausnehmung 13 angeordnet, siehe 2c. Das Verbindungselement 6 ist zylinderförmig ausgeführt und weist mittig eine entlang der Zylinderachse Z verlaufende Bohrung 9 zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens 18, insbesondere einer Schraube, auf. Bevorzugt ist das Verbindungselement 6 aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Metall, ausgeführt. An einer oberhalb des Sandwich-Bauteils 2 angeordneten Stirnseite weist das Verbindungselement 6 einen zweiten Stützflansch 8 auf. Dieser dient der Aufnahme der Druckbeaufschlagung 16. In einem zwischen erstem und zweitem Endbereich des Verbindungselements 2 ausgebildeten mittleren Bereich weist das Verbindungselement 6 einen ersten Stützflansch 7 auf. Der erste Stützflansch 7 ist ringförmig ausgeführt. Beim Anordnen des Verbindungselements 6 in der Ausnehmung 13 liegt der erste Stützflansch 7 in einer Einführposition an der Außenwand des Verbindungselements 6 an nicht dargestellt. Nach dem Einbringen des Verbindungselements 6 in die Ausnehmung 13 wird der erste Stützflansch 7 aus der Einführposition in die Verformposition gebogen. Insbesondere wird der erste Stützflansch 7 von der Außenwand weg gebogen. Hierdurch wird vorteilhaft eine Stützfläche 10 zur Druckaufnahme 16 zur Verfügung gestellt. Insbesondere weist der erste Stützflansch 7 in der Verformposition an der dem Sandwich-Bauteil 2 abgewandten Seite die Stützfläche 10 auf. Der erste und zweite Stützflansch 7, 8 werden im zweiten Verfahrensschritt mit Druck 16 beaufschlagt. Durch Druckbeaufschlagung 16 wird der erste Stützflansch 7 in Richtung des zweiten Stützflanschs 8 derart verformt, dass der erste und zweite Stützflansch 7, 8 den Randbereich der Ausnehmung 13 formschlüssig aufnehmen, siehe 2d. Der Abstand 20 zwischen erstem und zweiten Stützflansch 7, 8 entspricht dabei im Wesentlichen der Dicke, vorzugsweise mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 100% der Dicke des Sandwich-Bauteils 2. Das Verbindungselement 6 kann mit allen Schichten des Randbereichs des Sandwich-Bauteils 2 in Kontakt stehen. Ein Verdrängen der Kunststoffzwischenschicht 5 ist nicht notwendig. Hiermit wird ein Verfahren zum Fügen eines Sandwich-Bauteils 2 mit einem Verbindungselement 6 zur Verfügung gestellt, dass einfach, schnell und effizient das Fügen, insbesondere Verschrauben, des Sandwich-Bauteils 2 mit einem zweiten Bauteil 14 erlaubt. Das Verbindungselement 6 gemäß der dargestellten Ausführungsform gewährleistet eine stabile Verbindung, insbesondere Schraubverbindung, zwischen Sandwich-Bauteil 2 und zweitem Bauteil 14. Das zweite Bauteil 14 wird beispielsweise unterhalb des Sandwich-Bauteils 2 angeordnet. Dabei wird eine Ausnehmung 14.1 des zweiten Bauteils 14 unterhalb die Bohrung 9 des Verbindungselements 6 gebracht. Dabei bestimmen der Abstand zwischen dem ersten Stützflansch 7 und der dem zweiten Bauteil 14 zugewandten Stirnseite des Verbindungselements 6 sowie die Verformung des Sandwich-Bauteils 2 den minimalen Abstand 17 zwischen Sandwich-Bauteil 2 und zweitem Bauteil 14. Der minimale Abstand 17 kann über die Anordnung des ersten Stützflanschs 7 und die Geometrie der Verformung des Sandwich-Bauteils 2 eingestellt werden. Über eine Kontaktfläche 12.1 an dem Verbindungselement 6 wird das zweite Bauteil 14 kontaktiert, über welche eine Kraft, symbolisiert durch den dargestellten Doppelpfeil, im Verbindungsbereich 15 aufgenommen wird und dadurch der Randbereich des Sandwich-Bauteils 2 frei von Kräften bleibt. Nicht dargestellt, kann oder können der erste und/oder der zweite Stützflansch 7, 8 zumindest bereichsweise Nasen aufweisen, die derart ausgebildet sind, so dass sie nach dem Verformungsschritt des ersten und zweiten Stützflansch 7, 8 einer formschlüssige Aufnahme für den Randbereich der Ausnehmung 13 bereichsweise die äußere Schicht bzw. Schichten 3, 4 verformen, um unter Ausbildung eines bereichsweisen Kraftschlusses ein Verdrehen des Verbindungselementes 6 effektiv verhindern zu können. Das Sandwich-Bauteil 2 und das zweite Bauteil 14 werden über einen in die Bohrung 9 und in die Ausnehmung des zweiten Bauteils 14 eingebrachten Verbindungsbolzen 18 verbunden, nicht dargestellt. Die Anordnung 1 ermöglicht ein stabiles und festes Verbinden eines Sandwich-Bauteils 2 mit mindestens einem zweiten Bauteil 14. Insbesondere ist ein Verschrauben des Sandwich-Bauteils 2 mit mindestens einem zweiten Bauteil 14 möglich, ohne dass das Anzugsdrehmoment der verbindenden Schraube durch Kriechen des Kunststoffs vermindert wird.In 2a to 2d schematically illustrate a method and an arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention. Before the first process step, the sandwich component 2 with recess 13 provided, see Figure 2a, and deformed, see 2 B , In particular, the sandwich component 2 in a connection area 15 deformed. The connection area 15 is the area of the sandwich component 2 in which the sandwich component 2 , For example, by introducing a connecting bolt 18 , with a second component 14 should be added. In the illustrated embodiment, the connection area is 15 through the edge region of the recess 13 given. The sandwich component 2 has a first and a second, preferably metallic outer layer 3 . 4 and one between the first and second outer layers 3 . 4 arranged plastic interlayer 5 on. During deformation remain in the edge region of the recess 13 all layers of the sandwich component 2 receive. The sandwich component 2 is deformed so that the edge region of the recess 13 vertically from the main extension plane H of the sandwich component 2 is spaced. In a first method step, the connecting element 6 in the recess 13 arranged, see 2c , The connecting element 6 is cylindrical and has a center along the cylinder axis Z extending bore 9 for receiving a connecting bolt 18 , in particular a screw on. The connecting element is preferred 6 made of a heat resistant Material, such as metal, executed. At one above the sandwich component 2 arranged end face, the connecting element 6 a second support flange 8th on. This serves to accommodate the pressurization 16 , In an intermediate between the first and second end region of the connecting element 2 formed middle region, the connecting element 6 a first support flange 7 on. The first support flange 7 is designed annular. When placing the connector 6 in the recess 13 lies the first support flange 7 in an insertion position on the outer wall of the connecting element 6 not shown on. After insertion of the connecting element 6 in the recess 13, the first support flange 7 bent from the insertion position to the deformation position. In particular, the first support flange 7 bent away from the outer wall. This is advantageous a support surface 10 for pressure absorption 16 made available. In particular, the first support flange 7 in the deformation position at the sandwich component 2 facing away from the support surface 10 on. The first and second support flange 7 . 8th be in the second step with pressure 16 applied. By pressurization 16 becomes the first support flange 7 in the direction of the second support flange 8th deformed such that the first and second support flange 7 . 8th the edge region of the recess 13 record positively, see 2d , The distance 20 between the first and second support flange 7 . 8th This corresponds essentially to the thickness, preferably at least 80%, preferably at least 90% and particularly preferably at least 100% of the thickness of the sandwich component 2 , The connecting element 6 Can with all layers of the edge region of the sandwich component 2 stay in contact. A displacement of the plastic interlayer 5 is not necessary. This is a method for joining a sandwich component 2 with a connecting element 6 provided that easy, fast and efficient joining, in particular screwing, of the sandwich component 2 with a second component 14 allowed. The connecting element 6 According to the illustrated embodiment ensures a stable connection, in particular screw, between sandwich component 2 and second component 14 , The second component 14 for example, below the sandwich component 2 arranged. In this case, a recess 14.1 of the second component 14 below the hole 9 of the connecting element 6 brought. The distance between the first support flange determines 7 and the second component 14 facing end face of the connecting element 6 as well as the deformation of the sandwich component 2 the minimum distance 17 between sandwich component 2 and second component 14 , The minimum distance 17 can about the arrangement of the first support flange 7 and the geometry of the deformation of the sandwich component 2 be set. About a contact surface 12.1 on the connecting element 6 becomes the second component 14 contacted, via which a force, symbolized by the double arrow shown, in the connection area 15 is absorbed and thereby the edge region of the sandwich component 2 remains free of forces. Not shown, may or may be the first and / or the second support flange 7 . 8th have at least partially noses, which are formed so that they after the deformation step of the first and second support flange 7 . 8th a positive reception for the edge region of the recess 13 partially the outer layer or layers 3 . 4 deform, to form a region-wise frictional rotation of the connecting element 6 effectively prevent. The sandwich component 2 and the second component 14 be over one in the hole 9 and in the recess of the second component 14 introduced connecting bolt 18 connected, not shown. The order 1 enables a stable and firm connection of a sandwich component 2 with at least one second component 14 , In particular, a screwing of the sandwich component 2 with at least one second component 14 possible without the tightening torque of the connecting screw is reduced by creep of the plastic.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anordnungarrangement
22: Sandwich-BauteilSandwich component
33: Erste SchichtFirst shift
44: Zweite SchichtSecond shift
55: KunststoffzwischenschichtPlastic interlayer
66: Verbindungselementconnecting member
77: Erster StützflanschFirst support flange
88th: Zweiter StützflanschSecond support flange
99: Bohrungdrilling
1010: Stützflächesupport surface
1111: Schneidkantecutting edge
1212: Abstütznasesupport nose
1313: Ausnehmungrecess
1414: Zweites BauteilSecond component
1515: Verbindungsbereichconnecting area
1616: Druckprint
1717: Minimaler AbstandMinimum distance
1818: Verbindungsbolzen, SchraubeConnecting bolt, screw
1919: Innengewindeinner thread
2020: Abstand erster und zweiter StützflanschDistance between first and second support flange
2121: Zweites VerbindungselementSecond connecting element
12.112.1: Kontaktfläche14.1 AusnehmungContact surface14.1 recess
18.1 18.1: Muttermother
18.218.2: Unterlegscheibe washer
ZZ: Zylinderachsecylinder axis
HH: HaupterstreckungsebeneMain plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2015/169588 A1 [0002]

Claims

Method for connecting a sandwich component (2) to a connecting element (6), wherein in a first method step the connecting element (6) is arranged in a recess (13) of the sandwich component (2), characterized in that in a second Process step at least a first support flange (7) of the connecting element (6) in such a direction of a second support flange (8) is deformed, that an edge region of the recess (13) positively between the first and the second support flange (7, 8) is received and the Distance (20) between the first support flange (7) and the second support flange (8) substantially equal to the thickness of the sandwich component (2).

Method according to Claim 1 wherein, prior to the first method step, a cutting edge (11) of the connecting element (6) is arranged on the sandwich component (2) and the second supporting flange (8) of the connecting element (6) is pressurized such that the cutting edge (11) punching the recess (13) in the sandwich component (2) and the connecting element (6) is pressed into this recess (13).

Method according to one of the preceding claims, wherein the first support flange (7) between the first and second method step from an insertion position, in which the first support flange (7) on an outer wall of the connecting element (6), in the direction of the second support flange (8) is bent into a deformation position.

Method according to one of the preceding claims, wherein the sandwich component (2) is deformed prior to the first method step such that a connection region (15) is vertically spaced from the main extension plane (H) of the sandwich component (2).

Method according to one of the preceding claims, wherein the connecting element (6) has a bore (9) and a connecting bolt (18) in the bore (9) is arranged.

Method according to Claim 5 wherein a support surface (10) of the first support flange (7) is disposed within the bore (9).

Method according to Claim 5 , wherein a support surface (10) of the first support flange (7) is arranged on the outside of the connecting element (6).

Arrangement produced in a method according to one of the preceding claims, comprising the sandwich component (2) and the connecting element (6), wherein the connecting element (6) in a recess (13) of the sandwich component (2) is arranged, characterized in that an edge region of the recess (13) is received in a form-fitting manner between the first and the second support flange (7, 8) and the distance (20) between the first support flange (7) and the second support flange (8) is substantially the thickness of the sandwich Component (2) corresponds.

Arrangement according to Claim 8 wherein the connecting element (6) has a bore (9) and a connecting bolt (18) arranged in the bore (9).

Arrangement according to Claim 9 comprising a second component (14) having a recess (13), wherein the sandwich component (2) and the second component (14) are guided through a recess (13) of the second component (14) and into a bore (9 ) of the connecting element (6) arranged connecting pin (18) are connected.