DE202010008765U1

DE202010008765U1 - Fastening unit for welding connection with a component

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Publication number: DE202010008765U1
Application number: DE201020008765
Authority: DE
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2020-10-12

Abstract

Befestigungseinheit zum schweißtechnischen Verbinden mit einem Bauteil, mit einem Befestigungsteil, das eine Durchgangsbohrung, die das Befestigungsteil zwischen einer ersten und einer zweiten Stirnseite durchdringt, und einen an der zweiten Stirnseite angeordneten Schweißabschnitt aufweist, wobei die Durchgangsbohrung einen mit einem Innengewinde versehenen ersten Abschnitt und einen von dem Schweißabschnitt umgebenen zweiten Abschnitt hat, und mit einem in dem zweiten Abschnitt der Durchgangsbohrung angeordneten Einsatz, der die Durchgangsbohrung verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (20, 120) ein dünnwandiger Folienausschnitt ist, der durch Reibung oder adhäsive Mittel in dem zweiten Abschnitt (18) der Durchgangsbohrung (13) gehalten ist.A fastening unit for welding connection to a component, comprising a fastening part, which has a through-bore, which penetrates the fastening part between a first and a second end face, and a welding section arranged on the second end side, wherein the through-bore has a first section provided with an internal thread and a having the second portion surrounded by the weld portion, and having an insert disposed in the second portion of the throughbore closing the throughbore, characterized in that the insert (20, 120) is a thin-walled film cut which is frictionally or adhesively bonded in the second Section (18) of the through hole (13) is held.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinheit zum schweißtechnischen Verbinden mit einem Bauteil, mit einem Befestigungsteil, das eine Durchgangsbohrung, die das Befestigungsteil zwischen einer ersten und einer zweiten Stirnseite durchdringt, und einen an der zweiten Stirnseite angeordneten Schweißabschnitt aufweist, wobei die Durchgangsbohrung einen mit einem Innengewinde versehenen ersten Abschnitt und einen von dem Schweißabschnitt umgebenen zweiten Abschnitt hat, und mit einem in dem zweiten Abschnitt der Durchgangsbohrung angeordneten Einsatz, der die Durchgangsbohrung verschließt.The The invention relates to a fastening unit for welding Connecting to a component, with a fastening part, the one Through hole, which is the fastening part between a first and a second end face penetrates, and one on the second Has arranged front side welding section, wherein the through-hole has a first provided with an internal thread Section and one surrounded by the welding section second section, and with one in the second section of the Through hole arranged insert, which the through hole closes.

Befestigungseinheiten der angegebenen Art werden beispielsweise im Automobilbau zur Herstellung von Befestigungsstellen verwendet, an denen mit Hilfe von Schrauben Bauteile und elektrische Anschlüsse zuverlässig befestigt werden können. Befestigungseinheiten der angegebenen Art werden häufig an ein Bauteil mit Loch angeschweißt, um eine durch das Loch hindurch gesteckte Schraube befestigen zu können. Die Befestigungseinheit wird dabei so an dem Bauteil angeschweißt, dass ihre Durchgangsbohrung im Wesentlichen koaxial zum Loch des Bauteils ausgerichtet ist. Beim schweißtechnischen Verbinden der Befestigungseinheit mit dem Bauteil, beispielsweise durch Hubzündungsschweißen, besteht das Problem, dass beim Schweißvorgang verspritztes Material der Schmelze in die Durchgangsbohrung des Befestigungsteils eindringen kann, dort haften bleibt und dadurch das Einschrauben einer Schraube in die mit Innengewinde versehene Durchgangsbohrung verhindert.fixing units The specified type, for example, in the automotive industry for the production used by fastening points, where by means of screws Components and electrical connections reliable can be attached. Mounting units of the specified Are often welded to a component with a hole, to fasten a screw inserted through the hole can. The fastening unit is doing so on the component welded, that their through-hole substantially Coaxially aligned with the hole of the component. When welding Connecting the fastening unit with the component, for example by lift-and-lift welding, the problem is that in the welding process spilled material of the melt can penetrate into the through hole of the fastening part, sticks there and thereby screwing a screw in prevents the internally threaded through-hole.

Bei einer aus DE 199 54 354 A1 bekannten Befestigungseinheit der angegebenen Art ist das Befestigungsteil ein nach Art einer Schweißmutter gestaltetes Kontaktstück, dessen Durchgangsbohrung in Nachbarschaft zu einem als Schweißabschnitt ausgebildeten Verbindungsbereich mit einer Kappe aus Kunststoff verschlossen ist, die aus der Durchgangsbohrung herausragt. Die Kappe weist einen flexiblen Kragen auf, der die Mantelfläche der Durchgangsbohrung umlaufend berührt. Die Kappe soll verhindern, dass Schweißspritzer in die Durchgangsbohrung gelangen und dass bei anschließenden Lackierarbeiten Lackpartikel in das Innere der Durchgangsbohrung eindringen. Zum Schutz des Innengewindes von der dem Schweißabschnitt entgegengesetzten Seite ist in das Innengewinde des Kontaktstücks ein Gewindebolzen eingeschraubt, der das Kontaktstück durchdringt und mit dem Einschraubende in die Kappe hineinragt. Die bekannte Befestigungseinheit kann nur an Bauteile angeschweißt werden, die mit einem Loch zum Einstecken der Kappe versehen sind.At one off DE 199 54 354 A1 known fastening unit of the specified type, the fastening part is designed in the manner of a weld nut contact piece, the through hole is closed in the vicinity of a welded portion designed as a connecting portion with a cap made of plastic, which protrudes from the through hole. The cap has a flexible collar, which circumferentially touches the lateral surface of the through hole. The cap is to prevent spatter from getting into the through hole and that in subsequent painting paint particles penetrate into the interior of the through hole. To protect the internal thread from the opposite side of the welding section, a threaded bolt is screwed into the internal thread of the contact piece, which penetrates the contact piece and protrudes with the screwed into the cap. The known fastening unit can only be welded to components which are provided with a hole for insertion of the cap.

Es ist weiterhin aus DE 37 28 219 A1 eine an einem Bauteil anschweißbare Schweißmutter mit einer Gewindebohrung bekannt, die gegen die Umgebung durch in die beiden Öffnungen der Gewindebohrung eingesetzte Einsätze aus elastischem Kunststoff abgedichtet ist. Jeder Einsatz umfasst einen im wesentlichen zylindrischen Teil, der in die Gewindebohrung eingreift, und einen gegenüber dem zylindrischen im Durchmesser größeren, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Teil, der an die Gewindebohrung begrenzende Schultern der Schweißmutter angepasst ist. Beim Einschrauben eines Gewindebolzens können die Einsätze von diesem in eine die Gewindegänge der Mutter freigebende Lage verdrängt werden. Auch hierbei weist das Bauteil ein Loch auf, durch welches ein Gewindebolzen zur Schweißmutter gelangen kann oder die Einsätze verdrängt werden können.It is still out DE 37 28 219 A1 a weldable to a component weld nut with a threaded hole, which is sealed from the environment by inserted into the two openings of the threaded bore inserts made of elastic plastic. Each insert comprises a substantially cylindrical portion which engages the threaded bore and a substantially frusto-conical portion which is larger in diameter than the cylindrical portion and adapted to the threaded bore of the weld nut. When screwing in a threaded bolt, the inserts can be displaced from this into a position releasing the threads of the nut. Again, the component has a hole through which a threaded bolt can reach the welding nut or the inserts can be displaced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist, einen guten Schutz des Gewindes vor Verunreinigung durch den Schweißprozess bietet und die an Bauteile angeschweißt werden kann, die an der Schweißstelle kein Loch haben.Of the Invention is the object of a fastening unit of to provide the aforementioned type, which can be produced inexpensively is a good protection of the thread from contamination by the Welding process offers and welded to components which can not have a hole at the weld.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Befestigungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Befestigungseinheit in den abhängigen Ansprüchen angegeben.To The invention achieves this object by a fastening unit solved with the features of claim 1. advantageous Further developments and refinements of the fastening unit in the dependent Claims specified.

Die Befestigungseinheit nach der Erfindung umfasst ein Befestigungsteil, das eine Durchgangsbohrung, die das Befestigungsteil zwischen einer ersten und einer zweiten Stirnseite durchdringt, und einen an der zweiten Stirnseite angeordneten Schweißabschnitt aufweist, wobei die Durchgangsbohrung einen mit einem Innengewinde versehenen ersten Abschnitt und einen von dem Schweißabschnitt umgebenen zweiten Abschnitt hat, und mit einem in dem zweiten Abschnitt der Durchgangsbohrung angeordneten Einsatz, der die Durchgangsbohrung verschließt, wobei der Einsatz ein dünnwandiger Folienausschnitt ist, der durch Reibung oder adhäsive Mittel in dem zweiten Abschnitt der Durchgangsbohrung gehalten ist.The Fastening unit according to the invention comprises a fastening part, a through-hole, the fastening part between a first and a second end face penetrates, and one on the second Has arranged front side welding section, wherein the through-hole has a first provided with an internal thread Section and one surrounded by the welding section second section, and with one in the second section of the Through hole arranged insert, which the through hole closes, the use of a thin-walled Film cut is made by friction or adhesive agents is held in the second portion of the through hole.

Bei der Befestigungseinheit nach der Erfindung ist der mit Innengewinde versehene erste Abschnitt der Durchgangsbohrung des Befestigungsteils wirksam gegen Verunreinigung durch den Schweißprozess geschützt. Der das Innengewinde schützende Einsatz ist kostengünstig herstellbar und kann sehr einfach auch durch automatische Einrichtungen montiert werden. Durch seine geringe Wandstärke setzt der Einsatz auch bei adhäsiver Befestigung einem in die Durchgangsbohrung eingeschraubten Gewindebolzen keinen nennenswerten Widerstand entgegen, so dass das Eindringen eines Gewindebolzens in den vom Schweißabschnitt umgebenen zweiten Abschnitt der Durchgangsbohrung nicht behindert wird. Die geringe Wandstärke des Einsatzes sorgt weiterhin dafür, dass nahezu die gesamte axiale Länge des zweiten Abschnitts für das Eindringen eines Gewindebolzens verfügbar bleibt.In the fastening unit according to the invention, the internally threaded first portion of the through hole of the fastening part is effectively protected against contamination by the welding process. The internal thread protecting insert is inexpensive to produce and can be easily mounted by automatic devices. Due to its low wall thickness, the insert does not make any appreciable value even with adhesive fastening of a threaded bolt screwed into the through-hole Resistance, so that the penetration of a threaded bolt is not hindered in the weld portion surrounded by the second portion of the through hole. The small wall thickness of the insert also ensures that almost the entire axial length of the second section remains available for the penetration of a threaded bolt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Einsatz eine Metallfolie aufweisen. Eine Metallfolie schützt auch bei sehr geringer Wandstärke den ersten Abschnitt der Durchgangsbohrung für die Dauer des Schweißprozesses. Nach der Erfindung kann die Metallfolie eine Dicke von 10 bis 300 μm aufweisen. Vorteilhaft ist auch, wenn die Metallfolie aus einem den Schweißprozess unterstützenden oder fördernden Metall, beispielsweise Aluminium, besteht. Bei dem Schweißprozess können geringe Mengen des Folienmetalls am Rand des Einsatzes geschmolzen werden und eine oxidationshemmende und den Fluss der Schmelze in der Schweißzone verbessernde Wirkung entfalten.To a further advantageous embodiment of the invention, the Use a metal foil. A metal foil protects even with very small wall thickness the first section the through-hole for the duration of the welding process. To According to the invention, the metal foil may have a thickness of 10 to 300 μm exhibit. It is also advantageous if the metal foil from a supporting or promoting the welding process Metal, for example, aluminum exists. In the welding process can small amounts of the foil metal melted at the edge of the insert and an oxidation-inhibiting and the flow of the melt in unfold the weld zone improving effect.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Einsatz mehrere Folienlagen aufweisen, beispielsweise eine Lage aus Metall und eine Lage aus Kunststoff. Vorzugsweise bildet hierbei die Metallfolie die Oberfläche des Einsatzes, die der von dem Schweißabschnitt gebildeten zweiten Stirnseite des Befestigungsteils zugekehrt ist.To Another proposal of the invention, the use of several Have film layers, for example, a layer of metal and a layer made of plastic. Preferably, in this case, the metal foil forms the Surface of the insert, that of the welding section formed facing the second end face of the fastening part.

Zur Befestigung des Einsatzes an dem Befestigungsteil kann der Einsatz eine mit Klebstoff beschichtete Oberfläche haben. Alternativ kann der Einsatz einen Außendurchmesser haben, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts der Durchgangsbohrung. Wird der so bemessene Einsatz in die Durchgangsbohrung eingesetzt, so wird er radial elastisch verformt, wodurch eine der Verformung entgegenwirkende Spannung entsteht, durch die der Einsatz an die Innenwand der Durchgangsbohrung angedrückt und damit in der Durchgangsbohrung festgehalten wird.to Attachment of the insert to the attachment part may be the use have an adhesive coated surface. alternative The insert may have an outside diameter that is slightly smaller larger than the inner diameter of the second Section of the through hole. Will the so measured use inserted into the through hole, it is radially elastic deformed, whereby a voltage counteracting the deformation arises, pressed by the insert to the inner wall of the through hole and thus is held in the through hole.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigenThe Invention will be described below with reference to embodiments explained in more detail, which is shown in the drawing are. Show it

1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer Befestigungseinheit nach der Erfindung mit dem anzuschweißenden Bauteil, 1 a cross section of a first embodiment of a fastening unit according to the invention with the component to be welded,

2 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Befestigungseinheit nach der Erfindung mit dem anzuschweißenden Bauteil. 2 a cross section of a second embodiment of a fastening unit according to the invention with the component to be welded.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Befestigungseinheit 10, die zur schweißtechnischen Verbindung mit einem Bauteil 11 bestimmt ist. Die Befestigungseinheit 10 weist ein Befestigungsteil 12 auf, das eine Durchgangsbohrung 13 hat. Die Durchgangsbohrung 13 durchdringt das Befestigungsteil 12 zwischen einer ersten Stirnseite 14 und einer zweiten Stirnseite 15. Der Stirnseite 14 ist ein erster Abschnitt 16 der Durchgangsbohrung 13 benachbart, der mit einem Innengewinde versehen und zur Aufnahme eines Gewindebolzens bestimmt ist, An der Stirnseite 15 weist das Befestigungsteil 12 einen axial vorstehenden, ringförmigen Schweißabschnitt 17 auf, der einen zweiten Abschnitt 18 der Durchgangsbohrung 13 umgibt. Der zweite Abschnitt 18 hat einen gegenüber dem Innendurchmesser des ersten Abschnitts 16 größeren Innendurchmesser und ist durch eine Stufe 19 von dem ersten Abschnitt 16 getrennt. 1 shows a fastening unit according to the invention 10 for the welding connection with a component 11 is determined. The fastening unit 10 has a fastening part 12 on, that is a through hole 13 Has. The through hole 13 penetrates the fastening part 12 between a first end face 14 and a second end face 15 , The front side 14 is a first section 16 the through hole 13 adjacent, which is provided with an internal thread and intended to receive a threaded bolt, at the front side 15 has the fastening part 12 an axially projecting, annular welding section 17 on, the second section 18 the through hole 13 surrounds. The second section 18 has one opposite the inside diameter of the first section 16 larger inside diameter and is through a step 19 from the first section 16 separated.

In dem Abschnitt 18 der Durchgangsbohrung 13 ist ein Einsatz 20 angeordnet. Der Einsatz 20 besteht aus einer dünnwandigen Folie, die die Form einer kreisrunden Scheibe hat. Der Einsatz 20 hat einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Abschnitts 18 und deutlich größer als der Innendurchmesser des Abschnitts 16. Die Folie des Einsatzes 20 besteht aus Metall, insbesondere Aluminium, und weist auf ihrer der Stufe 19 zugekehrten Seite eine Schicht aus selbsthaftendem Klebstoff auf. Mit Hilfe dieser Klebstoffschicht ist der Einsatz 20 an der Stufe 19 befestigt. Die Folie aus Metall kann mit einer Folie aus Kunststoff verbunden sein, wobei letztere die Schicht aus Klebstoff trägt.In the section 18 the through hole 13 is an assignment 20 arranged. The use 20 consists of a thin-walled foil, which has the shape of a circular disc. The use 20 has an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the section 18 and significantly larger than the inside diameter of the section 16 , The foil of the insert 20 It is made of metal, especially aluminum, and has its step 19 facing side on a layer of self-adhesive on. With the help of this adhesive layer is the use 20 at the stage 19 attached. The sheet of metal may be bonded to a sheet of plastic, the latter carrying the layer of adhesive.

2 zeigt eine Ausführungsform einer Befestigungseinheit 110, wobei das Befestigungsteil 12 mit dem der Befestigungseinheit 10 übereinstimmt. Das Befestigungsteil 12 enthält hierbei einen Einsatz 120, der durch radiale Klemmung in dem zweiten Abschnitt 18 gehalten ist. Der Einsatz 120 besteht auch hier aus einer dünnwandigen, ein- oder mehrlagigen Folie in Form einer kreisrunden Scheibe, wobei der Außendurchmesser der Scheibe etwas größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts 18. Bei der Montage wird der Einsatz 120 in den Abschnitt 18 hineingedrückt. Hierbei verformt sich der Einsatz 120 elastisch, wobei sein Außendurchmesser an den Innendurchmesser des Abschnitts 18 angeglichen wird. In der Montageendstellung liegt der Einsatz 120 an der Stufe 19 des Befestigungsteils 12 an, wobei sein Umfangsrand durch die bei seiner Verformung erzeugte Spannung radial an die Innenwand des Abschnitts 18 angedrückt wird. Hierdurch ist der Einsatz 120 für den weiteren Transport und während des Schweißprozesses ausreichend sicher in dem Befestigungsteil 12 gehalten. 2 shows an embodiment of a fastening unit 110 , wherein the fastening part 12 with the attachment unit 10 matches. The fastening part 12 contains here an insert 120 caused by radial clamping in the second section 18 is held. The use 120 Here, too, consists of a thin-walled, single or multilayer film in the form of a circular disk, wherein the outer diameter of the disk is slightly larger than the inner diameter of the second portion 18 , During assembly, the use 120 in the section 18 pushed. This deforms the use 120 elastic, with its outer diameter to the inner diameter of the section 18 is adjusted. In the final assembly position is the use 120 at the stage 19 of the fastening part 12 with its peripheral edge radially by the voltage generated during its deformation to the inner wall of the section 18 is pressed. This is the use 120 sufficiently secure in the attachment part for further transport and during the welding process 12 held.

Wie in der Zeichnung gezeigt, ist die Befestigungseinheit nach der Erfindung vornehmlich für das Anschweißen an Bauteilen bestimmt, die an der Anschweißstelle keine Öffnung haben. Durch den Einsatz in dem Schweißabschnitt des Befestigungsteils wird bei diesen Anwendungen der Gewindeabschnitt des Befestigungsteils wirksam vor Verschmutzung geschützt. Die Gestaltung des Einsatzes als dünnwandige Folie hat hierbei den Vorteil, dass der Raum innerhalb des Schweißabschnitts durch den nach dem Anschweißen nicht mehr entfernbaren Einsatz nur wenig verkleinert wird, so dass genügend Raum für das Eindringen des Endes eines Gewindebolzens verbleibt.As shown in the drawing, the fastening unit according to the invention is primarily intended for welding to components which have no opening at the welding point. By use in the welding portion of the fastening part in these applications, the threaded portion the fastening part effectively protected against contamination. The design of the insert as a thin-walled film has the advantage that the space within the welding section is only slightly reduced by the use no longer removable after welding, so that sufficient space for the penetration of the end of a threaded bolt remains.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19954354 A1 [0003]
- DE 3728219 A1 [0004]

Claims

A fastening unit for welding connection to a component, comprising a fastening part, which has a through-bore, which penetrates the fastening part between a first and a second end face, and a welding section arranged on the second end side, wherein the through-bore has a first section provided with an internal thread and a having the second portion surrounded by the welding portion, and having an insert disposed in the second portion of the through-hole closing the through-hole, characterized in that the insert ( 20 . 120 ) is a thin-walled foil cut-out which is provided by friction or adhesive means in the second section (FIG. 18 ) of the through hole ( 13 ) is held.

Fastening unit according to claim 1, characterized in that the insert ( 20 . 120 ) has a metal foil.

Fastening unit according to claim 2, characterized that the metal foil supports the welding process Metal, in particular aluminum, contains.

Fastening unit according to one of the claims 2 or 3, characterized in that the metal foil has a thickness from 10 to 300 microns.

Fastening unit according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 20 . 120 ) has several film layers.

Fastening unit according to claim 5, characterized in that the insert ( 20 . 120 ) comprises a metal foil, wherein the metal foil forms at least one surface of the insert.

Fastening unit according to one of the preceding claims, characterized in that a surface of the insert ( 20 ) is coated with an adhesive.

Fastening unit according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 120 ) has an outer diameter which is slightly larger than the inner diameter of the second portion ( 18 ) of the through hole ( 13 ).