DE102004029230A1 - Metallic join partners` connecting method for manufacturing vehicle body, involves grouting two join partners, so that material of latter partner penetrates into recess of former partner to produce fixed connection between partners - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Fügepartnern mittels Überlappstoß und ein Bauteil hergestellt aus einem ersten und einem zweiten Fügepartner durch Fügen im Bereich eines zwischen beiden Fügepartnern ausgebildeten Überlappstoßes.The The invention relates to a method for joining two joining partners by lap joint and a Component produced from a first and a second joint partner by joining in the area of a lap joint formed between the two joining partners.
Durch eine Minimierung des Gewichts von Fahrzeugen lassen sich erhebliche Einsparungen bei der zum Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs erforderlichen Energie erzielen. Daher besteht insbesondere im Bereich des Karosseriebaus seit längerem bereits die Forderung nach Werkstoffen, die eine effektive Reduzierung des Gewichts ermöglichen. Dabei sollen diese Materialen einerseits die erforderlichen Stabilitäten und andererseits eine für die Erzeugung des jeweiligen Bauteils ausreichende Verformbarkeit aufweisen.By Minimizing the weight of vehicles can be significant Savings on the drive required for the respective vehicle Achieve energy. Therefore, there is especially in the field of body shop for a long time already the demand for materials that effectively reduce allow the weight. These materials should on the one hand the required stabilities and on the other hand a for the production of the respective component sufficient deformability exhibit.
Mit der Einführung von Bauelementen, die aus verschiedenen, an die jeweiligen Festigkeits- und Verformbarkeitsanforderungen angepassten Werkstoffen hergestellt sind, stehen gewichtsminimierte Mischbaulösungen zur Verfügung, die insbesondere im Bereich der tragenden, im Betrieb hoch belasteten Teile von Automobilkarosserien mit Erfolg eingesetzt worden sind.With the introduction of components made of different, to the respective strength and Deformability requirements adapted materials produced are weight-saving mixed construction solutions available, the especially in the area of load-bearing, heavily loaded in operation Parts of automobile bodies have been used successfully.
Derartige "Tailored-Blanks" werden beispielsweise durch Verschweißen von mindestens zwei Stahlblechen unterschiedlicher Dicke, Festigkeit und Verformbarkeit miteinander gebildet. Auf diese Weise lässt sich ein Halbzeug fertigen, das im Bereich der im Betrieb besonders belasteten Zone eines aus dem Tailored-Blank geformten Bauteils eine besondere Festigkeit ausweist, während es in einer anderen, weniger stark belasteten Zone besonders gut verformbar ist.Such "tailored blanks" become, for example by welding of at least two steel sheets of different thickness, strength and Deformability formed with each other. That way you can produce a semi-finished product that is particularly loaded in the area of operation Zone of a formed from the Tailored Blank component a special Strength identifies while it can be deformed particularly well in another, less heavily loaded zone is.
Neben der tragenden Karosserie eines Fahrzeugs bietet auch das Fahrzeuginterieur Möglichkeiten der Gewichtsreduzierung. Dies betrifft beispielsweise solche Bereiche der Innenausstattung, die zwar eine ausreichende Formstabilität und Formbarkeit besitzen müssen, im Betrieb jedoch weniger hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Hutablage in PKW-Limousinen.Next The load-bearing body of a vehicle also provides the vehicle interior options the weight reduction. This applies, for example, to such areas the interior, while providing adequate dimensional stability and formability have to own but exposed to less high dynamic loads during operation are. This is, for example, the parcel shelf in Car sedans.
Grundsätzlich eignen sich für die Herstellung solcher Bauteile Bleche, die aus Leichtmetallwerkstoffen oder Kunststoffen hergestellt sind. Dem Vorteil des geringeren Gewichts steht bei aus Leichtmetallwerkstoffen hergestellten Bauteilen allerdings der Nachteil verminderter Festigkeit und dadurch bedingt verminderter Formstabilität gegenüber.Basically suitable for the production of such components sheets made of light metal materials or plastics are made. The advantage of less weight stands however in components made of light metal materials the disadvantage of reduced strength and therefore reduced due dimensional stability across from.
Durch die Kombination von festen Stahl-Materialien mit leichten Leichtmetallwerkstoffen lassen sich sowohl feste und formstabile als auch leichte Bauteile zur Verfügung stellen. Im Gegensatz zu den bekannten "Tailored-Blank"-Lösungen lassen sich diese Werkstoffkombinationen in der Regel jedoch nicht miteinander verschweißen. Daher werden im Karosseriebau vermehrt Metallformteile und -bleche eingesetzt, bei denen ein aus festem Stahl gefertigtes Metallteil durch eine geeignete Fügeoperation mit einem aus Leichtmetallwerkstoff hergestellten Teil verbunden wird. So werden zum Bau von Karosserien für Kraftfahrzeuge und Schienenfahrzeuge oder im Bereich der Luft- und Raumfahrt Stahl/Aluminium-, Stahl/Kupfer-, Stahl/Messing- oder auch Magnesium/Aluminium-Kombinationen eingesetzt.By the combination of solid steel materials with lightweight alloy materials can be both solid and dimensionally stable as well as lightweight components to disposal put. In contrast to the known "tailored-blank" solutions However, these combinations of materials usually do not work together weld. Therefore, in metalworking metal moldings and sheets are increasingly used where a made of solid steel metal part by a suitable joining operation connected to a part made of light metal material becomes. So are the construction of bodies for motor vehicles and rail vehicles or aerospace steel / aluminum, steel / copper, Steel / brass or magnesium / aluminum combinations used.
Neben der Kombination von Metallen besteht des Weiteren die Möglichkeit, Kunststoffe mit Metallen zu kombinieren. Auch in diesem Fall kommt eine Verschweißung der Fügepartner nicht in Frage.Next The combination of metals also offers the possibility of Combine plastics with metals. Also in this case comes one welding the joining partner not in question.
Ein
Verfahren zum Erzeugen eines Metallproduktes durch Fügen eines
aus einem Stahl bestehenden und eines aus einem Leichtmetallwerkstoff bestehenden
Flachproduktes ist aus der
Um trotz der Erwärmung beim Verpressen der Metallteile einen Materialfluss aus dem Bereich des Überlappstoßes zukompensieren, ist es gemäß dem bekannten Verfahren vorgesehen, die Oberfläche eines der an der Oberflächenpressung beteiligten Teile zu profilieren. Die Oberflächenprofilierung besteht dabei bevorzugt aus sich längs des Überlappstoßes erstreckenden Rillen. Deren Vorteil wird darin gesehen, dass sie im Bereich des Überlappstoßes eine ausreichende Flächenpressung bei gleichzeitig ausreichender Änderung von Materialfluss ermöglichen. Auf diese Weise kann das Material, welches in Folge der beim Aufwalzen des einen Fügepartners auf den anderen auftretenden Flächenpressungen zu fließen beginnt, in die zwischen den Erhebungen der Rillen ausgebildeten Aufnahmeräume fließen.In order to compensate for a material flow from the area of the lap joint despite the heating during the pressing of the metal parts, it is provided according to the known method to profile the surface of one of the parts involved in the surface pressure. The surface profiling preferably consists of grooves extending along the lap joint. Their advantage is seen in the fact that they allow sufficient surface pressure in the region of the lap joint with sufficient change of material flow. In this way, the material which begins to flow as a result of the surface pressures occurring during the rolling of one joining partner on the other, in the formed between the elevations of the grooves receiving spaces flow.
Mit
der in der
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich eine dauerhaft feste Fügeverbindung zwischen zwei, insbesondere metallischen, Fügepartnern herstellen lässt. Ebenso sollte ein Bauteil geschaffen werden, das unter Fügen von zwei fest miteinander verbundenen Fügepartnern hergestellt ist.The The object of the invention was therefore to provide a method with a permanently fixed joint between two, in particular metallic, joining partners can be produced. Likewise, a component was to be created, the joining of two firmly interconnected joint partners is made.
In Bezug auf das Verfahren zum Verbinden von zwei Fügepartnern in einem Überlappstoß, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein solches Verfahren erfindungsgemäß folgende Arbeitsschritte umfasst:
- – Einformen von allseitig durch eine Umrandung umgrenzten Ausnehmungen in das Material des einen Fügepartners im Bereich einer Fügezone,
- – Ausrichten der Fügepartner derart, dass sie einander mindestens in der Fügezone im Überlappstoß überlappen;
- – Verpressen des mit den Ausnehmungen versehenen Fügepartners mit dem anderen Fügepartner mindestens im Bereich der Fügezone derart, dass der Werkstoff des anderen Fügepartners in die Ausnehmungen des mit den Ausnehmungen versehenen Fügepartners dringt und eine durch Formschluss und / oder einen durch das Verpressen bewirkten Stoffschluss feste Verbindung zwischen den Fügepartnern hergestellt ist.
- Molding in recesses which are bounded on all sides by a border into the material of the one joining partner in the region of a joining zone,
- - Align the joining partners such that they overlap each other at least in the joint zone in the lap joint;
- - Compressing of the joining partner provided with the recesses with the other joining partner at least in the region of the joining zone such that the material of the other joining partner penetrates into the recesses of the joining partner provided with the recesses and a fixed connection by positive locking and / or a material connection caused by the pressing is made between the joining partners.
Gemäß der Erfindung werden zwei Fügepartner in einer Fügeoperation im Bereich eines Überlappstoßes formschlüssig, stoffschlüssig oder durch eine Kombination von Form-/und Stoffschluss miteinander verbunden. Zu diesem Zweck werden mindestens in dem einen der Fügepartner Ausnehmungen eingeformt. In diese Ausnehmungen des einen Fügepartners wird im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens Material des anderen Fügepartners gepresst.According to the invention become two joining partners in a joining operation in the area of a lap joint positively, cohesively or by a combination of form and material connection connected. For this purpose, at least in one of the joining partners Recesses molded. In these recesses of the one joining partner is in the course of the process according to the invention Material of the other joining partner pressed.
Auf diese Weise wird eine innige formschlüssige Verklammerung beider Fügepartner im Bereich des Überlappstoßes bewerkstelligt, die geeignet ist, den einen Fügepartner in jedem Freiheitsgrad fest mit dem jeweils anderen Fügepartner verbunden zu halten. Eine solche erfindungsgemäß erreichte Verbindung von zwei unterschiedlichen Fügepartnern erweist sich auch unter dynamischer Last als ausreichend fest, um den Anforderungen gewachsen zu sein, die sich im praktischen Einsatz von Metallprodukten der in Rede stehenden Art stellen.On this way becomes an intimate interlocking interlocking of both joining partner accomplished in the area of the lap joint, which is suitable, the one joining partner in each degree of freedom with the other joint partner keep connected. Such a compound according to the invention achieved by two different joining partners proves to be sufficiently strong even under dynamic load to cope with the demands that arise in practical use of metal products of the type in question.
Alternativ oder ergänzend zu der formschlüssigen Verbindung zwischen den Fügepartnern kann gemäß der Erfindung darüber hinaus auch ein in Folge der Verpressung eintretender Stoffschluss genutzt werden, um die Fügepartner fest miteinander zu verbinden. Dieser Stoffschluss tritt beim Verpressen der Fügepartner in Folge der auf die Fügezone beschränkten hohen Flächenpressungen in Form einer Kaltverschweißung ein. Beim Verpressen der beiden Materialien kommt es zu einer Relativbewegung der zu fügenden Teile, wodurch die an der Oberfläche haftende Oxidschicht aufgerissen wird. Durch den direkten Kontakt bei gleichzeitig hoher Pressung entsteht eine formschlüssige und / oder stoffflüssige Verbindung, die keinen Schmutzeffekt aufweist, so dass eine dauerhaft sichere Verbindung hergestellt ist.alternative or in addition to the positive Connection between the joining partners can according to the invention about that In addition, an entering due to the compression material connection be used to the joining partners firmly connect with each other. This adhesion occurs during compression the joining partner as a result of the joining zone limited high surface pressures in the form of a cold welding one. When pressing the two materials, there is a relative movement the one to be joined Parts, whereby the adhering to the surface Oxide layer is torn open. Through the direct contact at the same time high pressure creates a positive and / or fluid connection, which has no dirt effect, so that a permanently safe Connection is made.
Die Erfindung ermöglicht es auf einfache, mit geringem technischen Aufwand in der Serienfertigung durchführbaren Weise, Fügepartner dauerhaft fest miteinander zu verbinden, die auf konventionellem Wege, beispielsweise durch Schweißen, nicht verbunden werden können. So lassen sich die besonderen Vorteile unterschiedlicher Materialen ausnutzen und gleichzeitig hohe Gebrauchsqualitäten garantieren.The Invention allows it is simple, with little technical effort in series production feasible Way, joining partners permanently connect with each other on a conventional basis Ways, for example by welding, not be connected can. This is how the special advantages of different materials can be achieved exploit and at the same time guarantee high quality of use.
Dementsprechend wird die oben genannte Aufgabe in Bezug auf ein Bauteil, das aus einem ersten und einem zweiten Fügepartner durch Fügen im Bereich eines zwischen beiden Fügepartnern ausgebildeten Überlappstoßes hergestellt ist, dadurch gelöst, dass die Fügepartner durch in alle Freiheitsgrade wirksamen Formschluss und / oder in Folge von Presskräften sich einstellenden Stoffschluss fest miteinander verbunden sind, indem der Werkstoff des einen Fügepartners in Ausnehmungen eingedrungen ist, die in den jeweils anderen Fügepartner eingeformt sind.Accordingly The above object is related to a component made of a first and a second joint partner by joining produced in the region of a lap joint formed between the two joining partners is solved by that the joining partners by effective in all degrees of freedom positive locking and / or in Consequence of press forces adjoining material connection are firmly connected, by the material of the one joining partner has penetrated into recesses, which in the other joining partner are formed.
Insbesondere für die großtechnische Anwendung eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn die Fügepartner Flachprodukte, wie Bänder, Bleche und Blechzuschnitte, oder aus Flachprodukten erzeugte Formteile sind. Mit derartigen Flachprodukten lassen sich in erfindungsgemäßer Weise Metallprodukte erzeugen, bei denen nach Art von "Tailored-Blanks" unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Materialen in für den jeweiligen Anwendungsfall optimaler Weise miteinander kombiniert sind.Especially for the large-scale Application, the inventive method is then when the joining partner Flat products, such as ribbons, Sheets and sheet metal blanks, or molded parts produced from flat products are. With such flat products can be in accordance with the invention metal products produce, in the nature of "tailored blanks" different properties of different Materials in for optimally combined with each other are.
So lassen sich mit der Erfindung unterschiedlichste Werkstoffe so miteinander verkoppeln, dass sie auch unter Dauerbelastung sicher miteinander verbunden sind. Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Verarbeitung von Fügepartnern, von denen der eine eine höhere Festigkeit besitzt als der andere. Beispielsweise eignet sich die Erfindung besonders zum Fügen von Fügepartnern, von denen der eine aus einem Stahl- und der andere aus einem Leichtmetallwerkstoff, wie Aluminium, Kupfer oder Messing, hergestellt sind. Ebenso erlaubt es die Erfindung, dauerhaft feste Metall/Kunststoff-Verbindungen, wie beispielsweise Stahl/Kunststoff- oder Leichtmetall/Kunststoff-Verbindungen zu erzeugen. Auch ist es möglich, in erfindungsgemäßer Weise Magnesiumteile mit aus anderen Leichtmetallwerkstoffen oder Kunststoff gefertigten Teilen zu verbinden.Thus, with the invention, a very wide variety of materials can be coupled to one another in this way, that they are securely connected even under continuous load. Therefore, the inventive method is particularly suitable for processing joining partners, one of which has a higher strength than the other. For example, the invention is particularly suitable for joining joining partners, one of which is made of a steel and the other of a light metal material, such as aluminum, copper or brass. Likewise, the invention allows permanent solid metal / plastic compounds, such as steel / plastic or light metal / plastic compounds to produce. It is also possible to connect in accordance with the invention magnesium parts made of other light metal materials or plastic parts.
Im Hinblick auf eine Minimierung der Presskräfte werden die Ausnehmungen zweckmäßiger Weise in den Fügepartner mit der höheren Festigkeit eingeformt.in the With regard to minimizing the pressing forces become the recesses expedient manner in the joint partner with the higher Strength molded.
In solchen Fällen, in denen Flachprodukte oder daraus erzeugte Formteile in erfindungsgemäßer Weise gefügt werden sollen, kann die Fügeoperation besonders einfach dadurch durchgeführt werden, dass sich die Fügezone jeweils entlang eines Randbereichs der Flachprodukte erstreckt. Abhängig von der Formgebung des in dieser Weise erzeugten Bauteils erstreckt sich die Fügezone entlang der Längskante der Flachprodukte, die örtlich variieren kann.In such cases, in which flat products or moldings produced therefrom in accordance with the invention together should be able to do the joining operation be particularly easily performed by the fact that the joining zone respectively extends along an edge region of the flat products. Depending on the shaping of the component produced in this way the joining zone along the longitudinal edge flat products that are locally can vary.
Gemäß der Erfindung dienen Ausnehmungen des einen Fügepartners als Aufnahmen für das Material des jeweils anderen Fügepartners, dessen Werkstoff in diese Aufnehmungen gepresst wird. Bei den erfindungsgemäß in den einen Fügepartner eingebrachten Ausnehmungen kann es sich um Einsenkungen, wie Sacklöcher, oder durch den Fügepartner durchgehende Öffnungen, wie Schlitze, Lochungen etc., handeln. Wesentlich ist, dass die betreffenden Ausnehmungen jeweils derart ausgebildet sind, dass in Folge des Eindringens des Werkstoffs des jeweils anderen Fügepartners in die Ausnehmungen des ersten Fügepartners eine intensive Verklammerung beider Fügepartner im Bereich der Fügezone eintritt. Die örtliche Verteilung der Ausnehmungen, ihre Ausrichtung und / oder ihre Abmessungen werden dabei bevorzugt so gewählt, dass sie an die im Einsatz der Fügepartner jeweils örtlich auftretenden Belastungen angepasst sind.According to the invention serve recesses of the one joining partner as recordings for the material of the other joining partner, whose material is pressed into these receptions. In accordance with the invention in the a joining partner introduced recesses may be depressions, such as blind holes, or openings through the joining partner, like slots, perforations, etc., act. It is essential that the respective recesses are each formed such that in Consequence of the penetration of the material of the other joining partner into the recesses of the first joining partner intensive joining of both joining partners in the area of the joining zone occurs. The local Distribution of the recesses, their orientation and / or their dimensions are thereby preferably chosen that they are in contact with the joint partners each locally are adapted to occurring loads.
Sofern das Material des Fügepartners, dessen Werkstoff in die Ausnehmungen des anderen Fügepartners eingepresst wird, ausreichend weich ist, lässt sich das Verpressen ohne vorhergehende Erwärmung des weichen Materials mit dem gewünschten erfindungsgemäßen Erfolg durchführen. Um jedoch das Verpressen zu erleichtern, kann der Fügepartner, dessen Werkstoff jeweils in die Ausnehmungen des mit den Ausnehmungen versehenen Fügepartners gepresst wird, in an sich bekannter Weise vor dem Verpressen mindestens in dem Bereich, der der Fügezone des mit den Ausnehmungen versehenen Fügepartners zugeordnet ist, auf eine Fügetemperatur erwärmt werden. Durch eine solche Erwärmung wird das in die Ausnehmungen einzupressende Material erweicht, so dass nur verminderte Presskräfte erforderlich sind und eine geringe Kaltverfestigung des weicheren Werkstoffs eintritt.Provided the material of the joining partner, its material in the recesses of the other joining partner is pressed, is sufficiently soft, can be pressed without previous warming the soft material with the desired inventive success carry out. However, in order to facilitate the pressing, the joint partner, the material in each case in the recesses of the recesses provided joining partner is pressed, in a conventional manner before pressing at least in the area of the joining zone of the joining partner provided with the recesses, to a joining temperature heated become. By such a warming the softened into the recesses material is softened, so that only reduced press forces are required and a low strain hardening of the softer Material enters.
Die Erwärmung kann vor oder nach dem Arbeitsschritt "Ausrichten der Fügepartner" durchgeführt werden. In jedem Fall sollte die Fügetemperatur jedoch so gewählt werden, dass die Temperatur des erwärmten Fügepartners zum Zeitpunkt des Verpressens oberhalb einer Mindesttemperatur liegt, bei der es zu einer Erweichung desjenigen Werkstoffs kommt, aus dem der erwärmte Fügepartner gefertigt ist.The warming can be carried out before or after the work step "Aligning the joining partners". In any case, should however, the joining temperature so chosen be that the temperature of the heated joining partner at the time of Pressing is above a minimum temperature at which it is too a softening of that material comes from which the heated joining partner is made.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird die Fügetemperatur bevorzugt so eingestellt, dass sie unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffs liegt, aus dem der erwärmte Fügepartner hergestellt ist. Einerseits können so unerwünschte Gefügeveränderungen in der erwärmten Zone des betreffenden Fügepartners vermieden werden. Zum anderen wirkt sich eine solche Erwärmung insbesondere dann günstig aus, wenn der zu erwärmende Fügepartner in einem kontinuierlichen Vorgang gleichmäßig aufgeheizt und auch das Pressen kontinuierlich bei im Wesentlichen konstanter Anpresskraft durchgeführt wird.According to one In the first variant of the invention, the joining temperature is preferably adjusted so that it is below the melting temperature of the material, from the the heated one joining partner is made. On the one hand can so unwanted structural changes in the heated Zone of the respective joining partner be avoided. On the other hand, such a warming affects especially then Cheap off when the to be heated joining partner evenly heated in a continuous process and that too Pressing continuously at a substantially constant contact pressure carried out becomes.
Abhängig von den zur Verfügung stehenden Fertigungsstätten, den besonderen Eigenschaften der verarbeiteten Materialien sowie den an die jeweils zu erstellende Verbindung besonderen gestellten Anforderungen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, in dem Bereich des Abschnitts des erwärmtenFügepartners, der jeweils der Fügezone des mit den Ausnehmungen versehenen Fügepartners zugeordnet ist, die Fügetemperatur lokal begrenzt auf eine oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffs des erwärmten Fügepartners liegende Temperatur zu erhöhen. Bei einer solchen auf die jeweilige Fügezone konzentrierten Erwärmung können besonders geringe Drücke zum Verpressen der Fügepartner eingesetzt werden. Dies erweist sich insbesondere dann als günstig, wenn Materialen von stark unterschiedlicher Härte verarbeitet oder hohe Presskräfte zu unerwünschten Verformungen im Umfeld der Fügezone bzw. des Überlappstoßes führen würden. Für einen solchen Fall sieht die Erfindung vor, den beim Verpressen ausgeübten Druck im Bereich der über die Schmelztemperatur erhöhten Abschnitte des erwärmten Fügepartners gegenüber den anderen Abschnitten zu vermindern.Depending on available standing production facilities, the special properties of the processed materials as well the particular made to the respective connection However, requirements may also be advantageous in the field the section of the heated joint partner, each of the joining zone of the joining partner provided with the recesses, the joining temperature locally limited to one above the melting temperature of the material of the heated joining Partners increase the temperature. In such a focused on the respective joining zone heating can be particularly low pressures for pressing the joining partners be used. This proves to be particularly favorable if Materials of widely varying hardness or high pressing forces to unwanted Deformations in the vicinity of the joining zone or of the lap joint. For such Case provides the invention, the pressure exerted during pressing pressure in the area of over increased the melting temperature Sections of the heated joining Partners across from the other sections.
Beim Fügen von aus unterschiedlich weichen Werkstoffen bestehenden Teilen, bei denen das Material des jeweils weicheren Materials eine Erwärmung zulässt und die Erweichungstemperatur des weicheren Materials niedriger ist als die des härteren, werden die Ausnehmungen zweckmäßigerweise in das härtere Material eingeformt, während das weichere Material auf Fügetemperatur erwärmt wird. Auf diese Weise kann der für die Erwärmung notwendige Wärmeeintrag auf ein Minimum reduziert werden.At the Joining of made of different soft materials existing parts, at where the material of each softer material allows heating and the softening temperature of the softer material is lower than those of the harder ones the recesses expediently in the harder Material molded while the softer material at joining temperature heated becomes. In this way, the for the warming necessary heat input be reduced to a minimum.
Grundsätzlich können für die Erwärmung alle Wärmequellen eingesetzt werden, mit denen sich die erforderliche Wärmemenge ausreichend konzentriert in die jeweiligen Abschnitte des zu erwärmenden Fügepartners einbringen lassen. So ist es beispielsweise denkbar, induktiv arbeitende Heizeinrichtungen zu verwenden. Besonders effektiv lässt sich die Erwärmung jedoch mittels Strahlungsenergie, insbesondere mittels eines Laserstrahls, durchführen. Strahlungsenergiequellen ermöglichen die genau dosierte Erwärmung über eine definierte Wirktiefe und Erstreckung des zu erwärmenden Materials.Basically, all heat sources can be used for heating be used, with which the required amount of heat sufficiently concentrated in the respective sections of the to be heated joining Partners bring in. So it is conceivable, for example, inductively working To use heaters. It is particularly effective the warming but by means of radiation energy, in particular by means of a laser beam, carry out. Allow radiation energy sources the precisely metered warming over one defined effective depth and extent of the material to be heated.
Um eine sichere Verbindung der Fügeteile sicherzustellen, sollte die Breite der Fügezone mindestens das Zweifache der geringsten Dicke betragen, die eines der Fügepartner im Bereich der Fügezone aufweist.Around a secure connection of the parts to be joined To ensure the width of the joint zone should be at least two times the least thickness, which has one of the joining partners in the region of the joining zone.
Die Erfindung erlaubt das Verbinden von Fügepartnern beliebiger Dicke. So können Blechdicken verarbeitet werden, wie sie typischer Weise im Bereich des Karosseriebaus auftreten. Es sind jedoch auch wesentlich größere Materialstärken möglich.The Invention allows the joining of joining partners of any thickness. So can Sheet thicknesses are processed, as is typical in the field of the body shop occur. However, significantly larger material thicknesses are possible.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils ausschnittsweise und schematisch:following The invention will be illustrated with reference to an exemplary embodiments Drawing explained in more detail. It show each fragmentary and schematic:
Zum
Herstellen eines Metallprodukts M werden zwei als Metallteile
In
das erste Metallteil
Die
Ausnehmungen
Im
Anschluss an das Einformen der Ausnehmungen
Nach
dem Ausrichten wird das aus dem weichen Aluminium bestehende Metallteil
Die
Fließspannung
des Al-Werkstoffs wird auf diese Weise so stark herabgesetzt, dass
beim anschließenden
Pressvorgang Pressungen im Bereich von 12.000 kN/cm2 bis
20.000 kN/cm2 ausreichen, um den Al-Werkstoff
des zweiten Metallteils
Im
Ergebnis wird so das Metallprodukt M erhalten, bei dem die beiden
Metallteile
Im
Bedarfsfall kann die Festigkeit der Verbindung zwischen den Metallteilen
Eine
andere Möglichkeit,
eine den im jeweiligen Einsatzfall auftretenden Belastungen gerecht werdende
Belastbarkeit der im Bereich des Überlappstoßes
Fertigungstechnisch
einfach hergestellt werden können
in das Metallteil
Die
Anordnung und Anzahl der Ausnehmungen lässt sich, wie erwähnt, an
die im praktischen Betrieb des Metallprodukts M jeweils auftretenden
Belastungen anpassen. So können
die Ausnehmungen
Sämtliche
Ausnehmungen
Neben
der erläuterten
Pressrolle
Unter
Umständen
kann es auch günstig
sein, in beide Metallteile
- 11
- aus Stahlwerkstoff hergestelltes Metallteilout Steel material manufactured metal part
- 22
- aus Aluminiumwerkstoff hergestelltes Metallteilout Aluminum material manufactured metal part
- 33
- Überlappstoßlap
- 4a–4r4a-4r
- Ausnehmungenrecesses
- 55
- Fügezonejoint zone
- 66
- Oberfläche der Oberseite des Metallteils 1Surface of the Top of the metal part 1
- 77
- Laserlaser
- 88th
- Laserstrahllaser beam
- 99
- erwärmter Randbereich des Metallteils 2heated edge area of the metal part 2
- 1010
- Pressrollepress roll
- 1111
- Unterseite des Metallteils 1bottom of the metal part 1
- BB
- Breite des Überlappstoßes 3 und der Fügezone 5width of lap 3 and the joining zone 5
- DD
- Dicken der Metallteile 1,2thick the metal parts 1,2
- MM
- Metallproduktmetal product
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: THYSSENKRUPP STEEL AG, 47166 DUISBURG, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |