CN110475629B - 用于制造钢件复合件的方法以及钢件复合件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造钢件复合件(1)的方法，其中，为钢件(2)设置预定断裂部位(3)并且借助压入元件(5)将钢件(2)的预定断裂部位(3)冲穿成开口(6)。然后将压入元件(5)压入钢件(2)的开口(6)中，并且至少与压入元件(5)重叠地将构件(7)借助面式施加的粘合剂(8)粘接到钢件(2)上。此外借助热熔钻孔元件(10)熔穿压入元件(5)、钢件(2)和构件(7)形成热熔孔(9)。

Description

用于制造钢件复合件的方法以及钢件复合件

技术领域

本发明涉及一种用于制造钢件复合件的方法以及一种钢件复合件。

背景技术

由WO2016/096470A1已知一种具有至少一个预定断裂部位的压制硬化的金属板件。预定断裂部位是过硬化的构件区域，其设置用于在碰撞载荷下通过断裂来吸收能量。由此可有针对性地将碰撞能量转移到其它构件中。在此，压制硬化的金属板件可在构件复合件中与其它构件接合在一起。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于制造钢件复合件的方法以及一种钢件复合件，其可特别简单且特别快速地制造。

所述任务根据本发明通过用于制造钢件复合件的方法来解决，其中，

为钢件设置预定断裂部位，

借助压入元件将钢件的预定断裂部位冲穿成开口，

将压入元件压入钢件的开口中，

至少与压入元件重叠地将构件借助面式施加的粘合剂粘接到钢件上，并且

借助热熔钻孔元件熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔。

所述任务根据本发明还通过钢件复合件来解决，其包括：钢件，该钢件具有由压入元件通过冲穿预定断裂部位而产生的开口；所述压入元件，压入元件压入钢件的开口中；构件，该构件借助粘合剂至少与开口重叠地固定在钢件上；其中，所述钢件复合件具有热熔孔，该热熔孔重叠地延伸穿过压入元件、钢件和构件。

为了提供一种用于制造钢件复合件的方法(借助其可特别简单且特别快速地制造钢件复合件)，为钢件设置预定断裂部位并且借助压入元件将钢件的预定断裂部位冲穿成开口。然后将压入元件压入钢件的开口中并且至少与压入元件重叠地将构件借助面式施加的粘合剂粘接到钢件上。之后借助热熔钻孔元件熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔。换句话说，在压制硬化钢件的制造过程期间为钢件、尤其是用于机动车的压制硬化钢件设置预定断裂部位。然后将压入元件这样引导到钢件的预定断裂部位处，使得可借助压入元件将压力施加到预定断裂部位上并且由此将预定断裂部位冲穿成开口。通过至少单侧地将压力垂直于钢件延伸平面施加到压入元件上，压入元件被压入钢件的开口中，从而尤其是通过压入元件填充开口。之后将粘合剂面式施加到钢件和/或构件上、尤其是压入元件区域中，并且将钢件贴靠设置在构件上。在此，钢件至少在设有压入元件的区域中与构件重叠。通过热熔钻孔元件、尤其是热熔钻孔螺钉在压力和/或摩擦的作用下熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔。热熔孔尤其是在开口中熔穿钢件。例如在热熔孔中设置热熔钻孔元件。通过压入元件可防止粘合剂基于熔化热熔孔时的热量产生而污染热熔孔，这是因为在熔化热熔孔时压入元件密封热熔孔。基于钢件的预定断裂部位，可直接借助压入元件在钢件中冲出开口，从而不需要用于在钢件中引入开口的附加工艺步骤，如引入压入元件之前的激光切割或冲压。

就此已证明有利的是，将钢件在硬化期间设置预定断裂部位。这表示，在压制硬化钢件的硬化过程期间将预定断裂部位引入钢件中。在压制硬化钢的硬化过程期间，钢是柔软且可成形的，因此可以以非常小的耗费将预定断裂部位引入钢件中。

在本发明的一种有利实施方式中规定，在粘合剂的时效硬化过程期间借助热熔钻孔元件形成热熔孔。这表示，当粘合剂在施加后仍处于可流动状态时，熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔。借助热熔孔(在其中例如设置有热熔钻孔螺钉)，可使钢件和构件牢固地保持在一起，从而粘合剂在时效硬化期间将钢件和构件固定在通过热熔孔和热熔钻孔螺钉固定的状态中。

在本发明的另一种有利实施方式中规定，将铝框架作为构件与压入元件重叠地粘接到钢件上。铝框架例如可以是机动车的铝基架。借助该方法，铝框架可特别牢固且位置精确地固定在钢件上。

在本发明的一种有利实施方式中规定，通过在钢件中引入穿孔来产生预定断裂部位。这表示钢件设有形成穿孔的孔，这些孔限定钢件的定义区域，使得该区域可以作为预定断裂部位而特别易于被压入元件冲穿。例如可在钢件硬化期间引入穿孔。在硬化期间会特别易于在钢件中引入穿孔，因为钢件在硬化期间处于特别柔软的状态。

在本发明的一种替代的有利实施方式中规定，所述预定断裂部位借助成形元件通过钢件的局部材料变窄部产生。例如成形元件具有凸起，该凸起在成形过程期间或在钢件的硬化过程期间在定义区域中引起钢件的至少局部的材料变窄。例如成形元件可以以压力施加到钢件上，使得通过成形元件的凸起来挤压定义区域中的材料以产生局部材料变窄部。如果在压制硬化钢件的制造过程期间产生局部材料变窄部，则可通过在引入压入元件的同时将预定断裂部位冲压成开口来省却用于制造开口的方法步骤。由此可有利地节省时间。

作为替代方案，预定断裂部位可通过在压制硬化钢部件的硬化过程期间在定义区域中的局部过热而产生。

本发明的另一方面涉及一种钢件复合件，其包括钢件，该钢件具有由压入元件通过冲穿预定断裂部位而产生的开口。此外，钢件复合件包括压入钢件开口中的压入元件。钢件复合件还包括构件，该构件借助粘合剂至少与开口重叠地固定在钢件上，其中，所述钢件复合件具有热熔孔，该热熔孔重叠地延伸穿过压入元件、钢件和构件。钢件复合件的各个部件以有利的方式特别牢固地彼此连接，因为钢件和构件不仅通过粘接连接而且也通过热熔孔连接彼此连接。

为此，在本发明的一种有利扩展方案中规定，在热熔孔中设置有热熔钻孔螺钉，借助其产生了该热熔孔。这表示，借助热熔钻孔螺钉在开口中通过熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔并且热熔钻孔螺钉保持设置在热熔孔中。由此钢件和可以是机动车铝基架的构件特别牢固地彼此连接。因此这是特别稳定的钢件复合件。

本发明的其它特征由附图和附图说明给出。在上面说明中提到的特征以及在下面附图说明中提到和/或仅在附图中显示的特征和特征组合不仅可在相应给出的组合中而且也可在其它组合中或可单独使用。

附图说明

现在参考优选实施例并参考附图详细阐述本发明。附图如下：

图1示出具有预定断裂部位的钢件的示意剖视图；

图2示出根据图1的钢件的示意性剖视图，其具有预定断裂部位和与钢件间隔开设置的压入元件；

图3示出根据图1的钢件的示意性剖视图，其具有预定断裂部位和贴靠在钢件上的压入元件；

图4示出具有压入元件的钢件的示意性剖视图，该压入元件设置在钢件的开口中；

图5示出具有压入元件的钢件的示意性剖视图，该压入元件被压入钢件的开口中；

图6示出压入了根据图5的压入元件的钢件的示意性剖视图，构件通过粘合剂粘接到该钢件上；

图7示出具有设置在开口中的压入元件以及热熔钻孔螺钉的钢件的示意性剖视图，构件通过粘合剂粘接到该钢件上，借助该热熔钻孔螺钉熔穿压入元件形成热熔孔；

图8示出钢件的示意性剖视图，其具有设置在开口中的压入元件和借助粘合剂粘接上的构件以及具有热熔钻孔螺钉，借助该热熔钻孔螺钉熔穿压入元件、钢件和构件形成热熔孔。

具体实施方式

结合图1至8以示意性剖视图示出用于制造钢件复合件1的方法。图1以示意性剖视图示出具有预定断裂部位3的钢件2。预定断裂部位3通过在钢件2定义区域中的局部材料变窄部4产生。钢件2在当前是用于机动车的压制硬化钢件。在当前，钢件2在硬化期间被设置预定断裂部位3。作为替代方案，预定断裂部位3可通过钢件2的穿孔而产生。

图2以示意性剖视图示出压入元件5如何在预定断裂部位3区域中与钢件2间隔开地设置。在图3所示的钢件2的示意性剖视图中可以看到压入元件5如何设置在钢件2上的预定断裂部位3上。通过加载力，借助压入元件5将钢件2的预定断裂部位3冲压成开口6。如图4所示，在冲压钢件2的预定断裂部位3之后将压入元件5设置在钢件2的开口6中。通过用力进一步加载压入元件5，压入元件5(如图5中以示意性剖视图所示)被压入钢件2的开口6中，从而压入元件5完全填充开口6。

在将压入元件5压入钢件2的开口6中之后，至少与压入元件5重叠地将构件7借助面式施加的粘合剂8粘接到钢件2上。构件7在当前是机动车的铝基架。粘合剂8可面式施加到构件7上和/或钢件2上。在粘合剂8的时效硬化过程期间，借助热熔钻孔元件、在当前为热熔钻孔螺钉10熔穿压入元件5、钢件2和构件7形成热熔孔9。熔化基于摩擦和由此产生的在热熔钻孔螺钉10周围区域中的温度升高而发生。

如图7所示，用于产生热熔孔9的热熔钻孔螺钉10被贴靠到压入元件5上并且首先运动穿过压入元件。然后熔穿粘合剂8和构件7形成热熔孔9。如在图8中以示意性剖视图中可见，压入元件5基于在形成热熔孔9期间产生的热量而熔化并且由此改变其形状。图8示出压入元件5如何熔化到由粘合剂8形成的层中并且因此将热熔钻孔螺钉10相对于粘合剂8隔离或密封。在产生热熔孔9之后，热熔钻孔螺钉10可继续保持设置在热熔孔9中或者可在粘合剂8和基于热量产生而熔化的压入元件5时效硬化之后从热熔孔9中移除。

在此结合图1至8描述的方法基于以下认识：目前不能借助热熔钻孔螺钉10和位于中间的粘合剂层在粘合剂8基于热熔钻孔螺钉10周围的热量产生不污染压制硬化钢件2上或构件7上的热熔孔9周围区域的情况下接合压制硬化钢件。通过以压入元件5密封该区域实现补救。压入元件5与压制硬化钢件2相比应具有相对低的强度，这导致当前在没有通孔的情况下不能将压入元件5引入钢件2中。问题在于压入元件5比钢件2软，但钢件2却应被穿透。由于当前不能在没有通孔的情况下用比钢件2软的压入元件5将钢件2穿透或冲穿，因此需要附加工艺步骤，这与附加成本相关。

为了避免该附加工艺步骤，如结合图1至8中所述的方法所解释的那样制造钢件复合件1。类似于饮料罐或SIM卡的封闭，应在钢件2的制造过程期间引入以后续待产生的开口6形式的预定断裂部位3。该预定断裂部位3作为钢件2中的沟状凹部通过半模上的轮廓产生，所述轮廓在压制硬化钢件2的制造过程中压入钢件2的材料中。该压入仅需要很小的力，因为钢件2基于制造过程中的加热几乎软似面团。在此不产生须排出的切屑或废料。因此可有利地省却例如涉及引入压入元件5之前的激光切割或冲压的附加工艺步骤。

附图标记列表

1 钢件复合件

2 钢件

3 预定断裂部位

4 材料变窄部

5 压入元件

6 开口

7 构件

8 粘合剂

9 热熔孔

10 热熔钻孔螺钉

Claims (8)

1.用于制造钢件复合件(1)的方法，其中，

为钢件(2)设置预定断裂部位(3)，

借助压入元件(5)将钢件(2)的预定断裂部位(3)冲穿成开口(6)，

将压入元件(5)压入钢件(2)的开口(6)中，

至少与压入元件(5)重叠地将构件(7)借助面式施加的粘合剂(8)粘接到钢件(2)上，并且

借助热熔钻孔元件(10)熔穿压入元件(5)、钢件(2)和构件(7)形成热熔孔(9)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将钢件(2)在硬化期间设置预定断裂部位(3)。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在粘合剂(8)的时效硬化过程期间借助热熔钻孔元件(10)形成热熔孔(9)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将铝框架作为构件(7)来与压入元件(5)重叠地粘接到钢件(2)上。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过在钢件(2)中引入穿孔来产生预定断裂部位(3)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预定断裂部位(3)借助成形元件通过钢件(2)的局部材料变窄部(4)产生。

7.钢件复合件(1)，包括：

钢件(2)，该钢件具有由压入元件(5)通过冲穿预定断裂部位(3)而产生的开口(6)，

所述压入元件(5)，压入元件压入钢件(2)的开口(6)中，

构件(7)，该构件借助粘合剂(8)至少与开口(6)重叠地固定在钢件(2)上，

其中，所述钢件复合件(1)具有热熔孔(9)，该热熔孔重叠地延伸穿过压入元件(5)、钢件(2)和构件(7)。

8.根据权利要求7所述的钢件复合件(1)，其特征在于，在所述热熔孔(9)中设置有热熔钻孔螺钉(10)，借助于该热熔钻孔螺钉产生了该热熔孔(9)。

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