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Für die Anmeldung
wird die Priorität
der am 12. September 2007 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-237008 beansprucht,
deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Verbundmetallblech nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, ein Verfahren zum Verbinden von Metallblechen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 3, und eine Vorrichtung zum Verbinden
von Metallblechen. Folglich betrifft die Erfindung ein Verbundmetallblech,
das durch Verbinden zweier Metallbleche gebildet wird, ein Verfahren zum
Verbinden zweier Metallbleche, und eine Vorrichtung zum Verbinden
zweier Metallbleche.
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Herkömmlich ist
zum Verbinden von Metallblechen miteinander bereits das Stauchen
dieser Metallbleche miteinander bekannt. Jedoch hat eine solche
Stauchtechnologie den Nachteil, dass keine ausreichende elektrische
Eigenschaft erreicht werden kann, da eine solche Technologie nur
von der Restspannung und der Kontaktkraft abhängt, die in Reaktion auf die
Stauchbehandlung auftreten. Ebenso gibt es eine Mehrzahl von Spalten
in dem Kontaktbereich, welche im Allgemeinen eine Korrosion in dem
entsprechenden Bereich verursachen. Infolgedessen wird kaum eine
langfristige elektrische Eigenschaft beibehalten.
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Um
eine solche langfristige elektrische Eigenschaft zu erreichen, werden
Metallbleche durch Löten
mittels Plasma miteinander verbunden. Ein solches Verfahren hat
jedoch den Nachteil, dass eine Prozessautomatisierung schwierig
einzurichten ist und daher das Verfahren für eine Massenfertigung nicht
geeignet ist. Dementsprechend gibt es keine kostengünstige Fertigung.
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Ein
Verbundmetallblech nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren
nach dem Oberbegriff von Anspruch 3 sind z. B. aus
EP 1 629 905 A1 bekannt.
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DE 1 452 742 A offenbart
ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zweier Bleche, bei
dem Lappen des einen Blechs durch Schlitze in dem anderen Blech
greifen und verdrillt oder umgebogen werden, wobei die Schlitze
in der Länge
kleiner sind als die trapezförmig
ausgebildeten Lappen an ihrer Wurzel.
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Mit
der Erfindung werden ein Verbundmetallblech nach Anspruch 1 mit
erheblich verbesserter elektrischer Eigenschaft und Zuverlässigkeit,
ein kostengünstiges
Verfahren nach Anspruch 3 zur Bereitstellung desselben und eine
kostengünstige
Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Herstellung desselben geschaffen.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundblechs ist in Anspruch
2 beschrieben.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Verbundmetallblech vorgesehen, das
durch Verbinden zweier Metallbleche miteinander erzeugt ist, aufweisend
einen Vorsprung, der durch Schneiden der beiden Metallbleche entlang
einer Schnittlinie und Pressen einer von der Schnittlinie und einer
Bezugslinie umgebenen Fläche
in den beiden Metallblechen gebildet ist, wobei die beiden Metallbleche
einander überlappen,
die Bezugslinie ungeschnitten ist, die Schnittlinie von beiden Enden
der Bezugslinie verläuft
und mit diesen verbunden ist, während
sie zusammen mit der Bezugslinie eine vorbestimmte Form bildet,
und der Vorsprung in einem Abschnitt der Fläche in Reaktion auf den auf
die Fläche
ausgeübten Druck
geformt ist, eine Öffnung,
die durch Formen des Vorsprungs in den beiden Metallblechen erzeugt ist,
und eine Verbindung, die zwischen einer Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs und einer Innenumfangsschnittfläche der Öffnung angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß bildet
die Schnittlinie zusammen mit der Bezugslinie im Wesentlichen eine trapezförmige Gestalt,
wobei die Bezugslinie eine kurze Seite ist.
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Bevorzugt
sind zwei Schnittlinien in Bezug auf die Bezugslinie angeordnet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden zweier
Metallbleche miteinander vorgesehen, umfassend Überlappen der beiden Metallbleche,
und anschließendes
Schneiden der beiden Metallbleche entlang einer Schnittlinie und
Pressen einer Fläche,
die von der Schnittlinie und einer Bezugslinie umgeben und in den
beiden Metallblechen angeordnet ist, derart, dass ein Vorsprung
in einem Abschnitt der Fläche
in Reaktion auf den auf die Fläche
ausgeübten
Druck geformt wird, wobei die Bezugslinie ungeschnitten bleibt,
die Schnittlinie von beiden Enden der Bezugslinie verläuft und
mit diesen verbunden ist, während
sie zusammen mit der Bezugslinie eine vorbestimmte Form bildet,
und eine Öffnung
durch Formen des Vorsprungs in den beiden Metallblechen erzeugt
wird, wobei die Fläche
derart gepresst wird, dass der Vorsprung eine Innenumfangsschnittfläche der Öffnung erreicht,
wobei die Schnittlinie zusammen mit der Bezugslinie im Wesentlichen
eine Trapezform bildet, wobei die Bezugslinie eine kurze Seite ist.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden
von Metallblechen gemäß dem Verfahren
nach Anspruch 3 vorgesehen, aufweisend eine erste Pressform mit
einer darin angeordneten Ausnehmung, wobei die Ausnehmung eine Form
hat, die äquivalent
oder korrespondierend ist zu der von der Schnittlinie und der Bezugslinie
gebildeten Form, und eine minimale Tiefe an der Bezugslinie und
eine maximale Tiefe an ihrem der Bezugslinie gegenüberliegenden
Umfangsrand hat, und eine zweite Pressform mit einem Vorsprung,
wobei der Vorsprung geeignet ist, in der Ausnehmung aufgenommen
zu werden, die in der ersten Pressform angeordnet ist, und eine
minimale Höhe an
der Bezugslinie und eine maximale Höhe an seinem der Bezugslinie
gegenüberliegenden
Umfangsrand hat.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Verbundmetallbleches gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Draufsicht des Verbundmetallbleches aus 1.
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3 eine
Ansicht des Verbundmetallbleches in Richtung des Pfeils P1 in 2 betrachtet;
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4 eine
Ansicht des Verbundmetallbleches in Richtung des Pfeils P2 in 2 betrachtet;
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5 einen
Schnitt entlang der Linie I-I in 2;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 2;
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7 ein
Bild des Verbundmetallbleches aus 6;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer Metallverbindungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
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9A und 9B Schnitte
entlang der Linie III-III in 8.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Wie
in den 1 bis 6 gezeigt, ist ein Verbundmetallblech 1 aus
zwei Metallblechen 10 und 11 zusammengesetzt und
weist Vorsprünge 12 und 13, Öffnungen 14 und 15,
und eine Verbindung 16 auf.
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Der
Vorsprung 12 ist in dem Metallblech 10 ausgebildet,
während
der Vorsprung 13 in dem Metallblech 11 ausgebildet
ist. Wie in 2 gezeigt, werden die Vorsprünge 12 und 13 aus
jedem Endabschnitt der Metallbleche durch Schneiden der beiden Metallbleche 10 und 11 entlang
einer Schnittlinie L2 und Pressen einer Fläche gebildet, die von der Schnittlinie
L2 und einer Bezugslinie L1 umgeben und in den beiden Metallblechen 10 und 11 angeordnet
ist, wobei die beiden Metallbleche 10 und 11 einander überlappen,
die Bezugslinie L1 ungeschnitten bleibt, und die Schnittlinie L2
von beiden Enden der Bezugslinie L1 verläuft und mit diesen verbunden
ist, während
sie zusammen mit der Bezugslinie L1 eine vorbestimmte Form bildet.
In diesem Falle sind die Vorsprünge 12 und 13 in
Richtung des Pfeils Y1 geformt, d. h. die Vorsprünge 12 und 13 werden
daher in dem einen Abschnitt der Fläche in Reaktion auf den Druck
erzeugt, der auf die Fläche
ausgeübt
wird. Zum Beispiel können
die Vorsprünge 12 und 13 etwa an
oder entlang einem der Bezugslinie L1 gegenüberliegenden Rand in der Fläche erzeugt
werden. Vorzugsweise sind zwei Schnittlinien L2 in Bezug auf die
Bezugslinie L1 angeordnet.
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Die Öffnung 14 wird
durch Formen des Vorsprungs 12 in dem Metallblech 10 erzielt,
während die Öffnung 15 durch
Formen des Vorsprungs 13 in dem Metallblech 11 erzielt
wird. Der Vorsprung 12 des Metallbleches 10 ist
wenigstens teilweise in die Öffnung 15 gequetscht,
die in dem Metallblech 11 angeordnet ist, d. h. die Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 ist in der Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 eingefressen.
Infolge dieser Reibung werden Oxidschichten beseitigt, die an beiden Flächen aufgetragen
sind, und die unbeschichtete Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und die unbeschichtete Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 gelangen
in Kontakt miteinander. Infolgedessen wird, wie in den 6 und 7 gezeigt, eine
Verbindung 16 zwischen der Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 erzeugt.
Ferner verformen sich die untere Fläche des Vorsprungs 12 und
die obere Fläche
des Vorsprungs 13, wenn auf diese ein Druck ausgeübt wird.
Infolge dieser Verformung tritt auch Reibung in einem Bereich auf,
wo die beiden Vorsprünge 12 und 13 einander überlappen, woraus
eine Verbindung 17 resultiert, wie in 5 gezeigt
ist.
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Im
Falle der Verwendung des Verbundmetallbleches 1 tritt,
wenn auf dieses ein Druck in Richtung des Pfeils Y1 ausgeübt wird,
Reibung zwischen der Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 auf.
Infolge dieser Reibung ist das Verbundmetallblech 1 mit
der Verbindung 16 versehen, die eine erheblich verbesserte
elektrische Eigenschaft und Zuverlässigkeit schafft.
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Ferner
ist bei dem oben genannten Verbundmetallblech 1, da die
Metallbleche 10 und 11 mittels eines herkömmlichen
Pressvorgangs leicht miteinander verbunden werden können, keine
spezielle und kostenaufwendige Ausrüstung zum Verbinden der Metallbleche
miteinander erforderlich. Dementsprechend kann mit der Erfindung
eine kostengünstige Fertigung
realisiert werden.
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Mit
Bezug auf 2 hat die Fläche, die von der Bezugslinie
L1 und der Schnittlinie L2 umgeben ist, eine etwa trapezförmige Form,
wobei die Bezugslinie L1 die kurze Seite bildet. Das heißt, wenn
ein Rand der Schnittlinie L2, welche im Allgemeinen parallel zu
der Bezugslinie L1 ist, näher
an der Bezugslinie L1 liegt, wird die Länge des Randes der Schnittlinie
L2 geringer. Spezieller kann mit Bezug auf 2 davon
ausgegangen werden, dass sich der Rand in Richtung des Pfeils Y2
erstreckt.
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Gemäß einer
solchen Konstruktion wird, wenn die Vorsprünge 12 und 13 in
einer vorbestimmten Richtung (zum Beispiel nach unten) gepresst werden,
der Vorsprung 12 zumindest teilweise in die Öffnung 15 gequetscht.
Infolgedessen tritt eine senkrechte Kraft zwischen der Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 auf.
Dementsprechend kann die Verbindung der Metallbleche 10 und 11 erleichtert
werden, und daher kann die Verbindungsfestigkeit zwischen den beiden
Metallblechen 10 und 11 erhöht werden.
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Ebenso
werden im Falle der Verwendung des Verbundmetallbleches 1 zwei
Schnittlinien L2 in Bezug auf die Bezugslinie L1 gebildet. Infolge
dieser Konfiguration ist es möglich,
zwei Verbindungen 16 zu erzielen, die relativ zu der einen
Bezugslinie L1 angeordnet sind. Demzufolge können die elektrische Eigenschaft
und zuverlässigkeit
erheblich verbessert werden.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 8 und 9 eine
Vorrichtung 2 zum Verbinden zweier Metallbleche 10 und 11 miteinander
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ausführlich
beschrieben. Die Metallverbindungsvorrichtung 2 weist eine
erste Pressform 21, eine zweite Pressform 22 und
eine Führung 23 auf.
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Die
erste Pressform 21 ist zum Beispiel in der Form eines rechteckigen
Festkörpers
ausgebildet und weist an ihrer oberen Fläche zwei Ausnehmungen 24 auf.
Jede dieser Ausnehmungen 24 hat eine Form, die äquivalent
oder korrespondierend zu der von der Schnittlinie L2 und der Bezugslinie
L1 umgebenen Fläche
in den Metallblechen 10 und 11 ist. Das heißt, die
jeweilige Ausnehmung 24 ist dementsprechend etwa trapezförmig ausgebildet.
Ebenso hat die jeweilige Ausnehmung 24 im Allgemeinen eine
Tiefe von 0 oder ist flach genug, um zu verhindern, dass die Bezugslinie
L1 geschnitten wird.
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Die
zweite Pressform 22 hat im Allgemeinen eine Stangenform.
In der Draufsicht gesehen sind zwei Trapeze über ihre kurzen Seiten miteinander verbunden,
so dass die Gesamtform im Allgemeinen wie eine Fliege aussieht.
Die zweite Pressform 22 ist an ihrem führenden Endabschnitt in Bezug
auf die Pressrichtung des Pfeils Y1 mit einem Paar Vorsprüngen 25 versehen.
Die beiden Vorsprünge 25 sind
dazu vorgesehen, dass sie in den beiden Ausnehmungen 24 der
ersten Pressform 21 aufgenommen oder in diese eingesetzt
werden. Außerdem
haben die beiden Vorsprünge 25 im
Wesentlichen eine minimale Höhe
an der Bezugslinie L1 oder um diese herum und eine maximale Höhe an ihrem
der Bezugslinie L1 gegenüberliegenden
Umfangsrand. Das heißt,
die Vorsprünge 25 sind
im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Bezugslinie L1 abgeschrägt.
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Die
Führung 23 ist
zum Beispiel als ein rechteckiger Festkörper ausgebildet und weist
durch diesen hindurch eine Führungsöffnung 26 auf.
Die Führungsöffnung 26 ist
dazu vorgesehen, dass durch diese die zweite Pressform 22 hindurchtritt,
und hat daher einen Querschnitt, der äquivalent oder korrespondierend
zu dem Querschnitt der zweiten Pressform 22 ist. Diesbezüglich hat
die zweite Pressform 22 den Querschnitt der beiden über ihre
kurzen Seiten miteinander verbundenen Trapeze, d. h. genau wie bei
der oben erwähnten
zweiten Pressform 22 sieht die Querschnittsform der Führungsöffnung 26 im
Allgemeinen wie eine Fliege aus. Infolge dieser Führungsöffnung 26 wird
die zweite Pressform 22 in der Richtung des Pfeils Y1 geführt. Bei
der Benutzung wird der Druck in Richtung des Pfeils Y1 ausgeübt.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 9A und 9B ein
Verfahren zum Verbinden von Metallblechen mittels der oben genannten
Metallverbindungsvorrichtung 2 ausführlich beschrieben. Zuerst werden
die Metallbleche 10 und 11 auf der ersten Pressform 21 übereinandergelegt.
Anschließend wird
die zweite Pressform 22 entlang der Führungsöffnung 26 der Führung 23 in
Richtung des Pfeils Y1 bewegt. Durch eine solche Bewegung der zweiten Pressform 22 werden
die beiden Metallbleche 10 und 11 zwischen der
ersten Pressform 21 und der zweiten Pressform 22 gegriffen
oder eingeschoben.
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Wenn
die zweite Pressform 22 weiter in der Richtung des Pfeils
Y1 bewegt wird, werden die Metallbleche 10 und 11 entlang
dem Rand des Vorsprungs 25 und dem Rand der Ausnehmung 24 geschnitten.
Das heißt,
die Metallbleche 10 und 11 werden entlang der
Schnittlinie L2 geschnitten.
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Gleichzeitig
wird die Fläche
der von der Schnittlinie L2 und der Bezugslinie L1 umgebenen Fläche der
Metallbleche 10 und 11 in der Richtung des Pfeils
Y1 gepresst, und der Vorsprung 12 des Metallbleches 10 wird
zumindest teilweise in die Öffnung 15 des
Metallbleches 11 gequetscht. Infolgedessen wird die Verbindung 16 erzielt,
wo die Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und die Innenumfangsschnittfläche der Öffnung 15 eng
in Kontakt miteinander sind.
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Mit
der oben genannten Metallverbindungsvorrichtung 2 wird,
da die Metallbleche 10 und 11 mittels eines herkömmlichen
Pressvorgangs leicht miteinander verbunden werden können, keine
spezielle und kostenaufwendige Ausrüstung zum Zwecke des Verbindens
der Metallbleche miteinander benötigt. Dementsprechend
kann eine kostengünstige
Fertigung realisiert werden.
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Gemäß der oben
genannten Ausführungsform
der Erfindung ist die Fläche,
die von der Bezugslinie L1 und der Schnittlinie L2 umgeben ist, etwa
trapezförmig
ausgebildet.
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Obwohl
gemäß der oben
genannten Ausführungsform
der Erfindung zwei Schnittlinien L2 vorgesehen sind, ist die Erfindung
nicht darauf beschränkt. Das
heißt,
zum Beispiel kann nur eine Schnittlinie L2 in Bezug auf die eine
Bezugslinie L1 vorgesehen sein.
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Ferner
ist, obwohl gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung die Metallbleche 10 und 11 geschnitten
und gepresst werden, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das
heißt,
die Metallbleche 10 und 11 können ferner gleichzeitig mit dem
oben genannten Schneid- und Pressvorgang oder nach diesem einer
Wärmebehandlung
zum Zwecke der Durchdringung der Metallbleche ineinander unterzogen
werden. Infolgedessen können
die Metallbleche innerhalb ihrer breiteren Flächen fester miteinander verbunden
werden.
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Mit
dem oben genannten Verbundmetallblech, dem Verfahren zum Verbinden
von Metallblechen, und der Vorrichtung zum Verbinden von Metallblechen
gemäß der Erfindung
können
die elektrische Eigenschaft und Zuverlässigkeit des Verbundmetallbleches
erheblich verbessert werden.
