DE102009013265B4 - Verfahren und Werkzeuge zum Herstellen einer Mischbaugruppe - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente an wenigstens einer zu verbindenden Stelle an- oder aufeinander angeordnet werden, wenigstens ein verformungsfestes Fügewerkzeug unter Drehung um die eigene Achse die erste Komponente und die zweite Komponente durchdringt und ein bei dem Durchdringvorgang erzeugter, über eine Unterseite der zweiten Komponente hinausragender Rand umgeformt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Umformwerkzeug zum Umformen eines über eine Unterseite einer zweiten Komponente hinausragenden Randes einer aus einer an oder auf der zweiten Komponente angeordneten ersten Komponente ausgebildeten und durch die erste Komponente und die zweite Komponente führenden Hülse, wobei das Umformwerkzeug einen rotationssymmetrischen Führungsabschnitt, dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser der Hülse ist, und einen sich an den Führungsabschnitt anschließenden Umformabschnitt aufweist, der um den Führungsabschnitt eine senkrecht zu der Längsachse des Führungsabschnittes ausgebildete Umformfläche für den Rand aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente mit einem verformungsfesten, rotierbaren Dorn. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und entsprechende Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, mit welchen auf effektive Weise eine hochfeste Verbindung zwischen wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente herstellbar ist. Die Aufgabe wird einerseits durch ein Verfahren der oben genannten Gattung gelöst, bei welchem das Fügewerkzeug bei dem Durchdringvorgang mit einem solchen Druck auf die erste Komponente gepresst und mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit rotiert wird, dass wenigstens die erste Komponente an der zu verbindenden Stelle plastifiziert wird. Die Aufgabe wird zudem durch ein Umformwerkzeug der oben genannten Gattung gelöst, bei welchem der Führungsabschnitt eine Länge aufweist, die wenigstens der Länge der Hülse entspricht. Außerdem wird die Aufgabe durch ein Werkzeug der oben genannten Gattung gelöst, wobei sich an den Dorn ein Führungsabschnitt anschließt, dessen Durchmesser geringer als der größte Durchmesser des Dorns ist, und wobei an dem Dorn um den Führungsabschnitt eine ringförmige Umformfläche senkrecht zu der Rotationsachse des Dorns ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente an wenigstens einer zu verbindenden Stelle an- oder aufeinander angeordnet werden, wenigstens ein verformungsfestes Fügewerkzeug unter Drehung um die eigene Achse die erste Komponente und die zweite Komponente durchdringt und ein bei dem Durchdringvorgang erzeugter, über eine Unterseite der zweiten Komponente hinausragender Rand umgeformt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Umformwerkzeug zum Umformen eines über eine Unterseite einer zweiten Komponente hinausragenden Randes einer aus einer an oder auf der zweiten Komponente angeordneten ersten Komponente ausgebildeten und durch die erste Komponente und die zweite Komponente führenden Hülse, wobei das Umformwerkzeug einen rotationssymmetrischen Führungsabschnitt, dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser der Hülse ist, und einen sich an den Führungsabschnitt anschließenden Umformabschnitt aufweist, der um den Führungsabschnitt eine senkrecht zu der Längsachse des Führungsabschnittes ausgebildete Umformfläche für den Rand aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente mit einem verformungsfesten, rotierbaren Dorn.
  • Die konsequente Anwendung und Umsetzung des Strukturleichtbaues führt bis an die Grenzen der Beanspruchbarkeit von dimensionierten Strukturkomponenten. Bei Weiterführung und voller Ausschöpfung dieser Konzepte gelangt man zwangsläufig, nicht zuletzt auf Grund des zunehmenden Wettbewerbs- und somit Kostendrucks, zu integrativen Mischbauweisen. Das Leichtbausystem besteht dabei aus mehreren Werkstoffen, welche für Ihren Anwendungszweck optimal ausgewählt und dimensioniert sein müssen. Die Kombination von Metallen mit Faserverbundbauteilen bekommt hierbei eine herausragende Rolle zugesprochen. Die wirtschaftliche Fertigung von Metallbaukomponenten ermöglicht zum einen einen großen Gestaltungsspielraum, zum anderen lassen sich deren Funktionsflächen bei der Montage, der Gleitung von Komponenten aufeinander, als Dichtflächen usw. vorteilhaft nutzen. Die mechanischen Belastungen werden vom Metallbauteil aufgenommen und möglichst großflächig in die tragenden Faserverbundkomponenten eingeleitet. Insbesondere die endlosfaserverstärkten Faser-Kunststoff-Verbunde bieten, aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit und Steifigkeit, ein erhebliches Gewichtseinsparungspotential. Durch die technologischen und gestalterischen Vorteile, welche sich aus diesen Mischbauweisen ergeben, lassen sich letztendlich neue Anwendungsfelder erschließen.
  • Ein Problem derzeitiger Mischkonstruktionen ist der, im Vergleich zu reinen Lösungen aus Metall, relativ große Aufwand, der in die Verbindungstechnik respektive Krafteinleitung der einzelnen Komponenten investiert werden muss. Eine optimale Verbindung sollte neben der einfachen Herstellbarkeit möglichst den Kraftfluss nicht unterbrechen bzw. die Kraft ideal verteilen, lösbar sein und das Gewicht nicht wesentlich erhöhen. Dies führt teilweise zu sehr aufwendigen konstruktiven sowie technologischen Lösungsvarianten, welche nur schwer umzusetzen sind. Der damit einhergehende geringe Automatisierungsgrad verteuert die Leichtbaukonstruktion zusätzlich und verhindert die großserientechnische Anwendung. Es ist daher das Ziel, ein Fügekonzept bereitzustellen, welches die genannten Nachteile umgeht und hohe Wirtschaftlichkeit mit sich bringt, um sich auf dem Massenmarkt behaupten zu können.
  • Derzeit finden beim Fügen von flächigen, hoch belasteten, Strukturkomponenten, wie sie bei der Faserverbundbauweise bzw. Mischbauweise gewöhnlich entstehen, drei wesentliche Konzepte Anwendung. Hierzu zählen stoffschlüssige Verbindungen in Form von Kleben sowie form- und/oder kraftschlüssige Verbindungen, realisiert durch Verschraubungen, Bolzen oder Niete. Alle Verbindungssysteme benötigen somit Hilfsfügeelemente, die zu einer im Leichtbau unerwünschten erhöhten Bauteilmasse beitragen. Darüber hinaus müssen die zu verbindenden Komponenten aufwendig vorbehandelt werden, um sie für den sich anschließenden Fügeprozess bereitzustellen. Hierzu zählen vor allem das Einbringen von Bohrungen, z. B. bei Bolzen- und Nietverbindungen, sowie das Aktivieren der Oberfläche bei Klebverbindungen durch Ätzen, Schleifen und Entfetten. Durch das Bohren von Löchern bei form- und kraftschlüssigen Verbindungen wird der Kraftfluss der Verstärkungsfasern unterbrochen.
  • Ein Verfahren und ein Umformwerkzeug der oben genannten Gattung sind aus der Druckschrift DE 101 33 292 A1 bekannt. In der Druckschrift wird vorgeschlagen, ein Metallbauteil an einer zu fügenden Stelle auf eine Kunststoffstruktur aufzulegen und mithilfe eines dornförmigen Fügewerkzeugs das Metallbauteil sowie die Kunststoffstruktur zu durchstoßen, wobei der Durchdringvorgang des Fügewerkzeugs insbesondere dann, wenn das Fügewerkzeug über eine Gewindestruktur verfügt, von einer Drehbewegung des Fügewerkzeugs um seine Längsachse überlagert sein kann. Bei dem Durchdringvorgang wird die Metallfläche des Metallbauteils durch das Fügewerkzeug aufgebrochen und der sich bildende Metallrand dringt in die unmittelbar anliegende Kunststoffstruktur ein, wobei die Wandungen des Fügewerkzeugs den sich bildenden Metallrand an die Kunststoffstruktur anpressen.
  • Ferner wird in dem bekannten Verfahren das äußere Ende eines Metallrandes, der nach dem Durchdringvorgang des Fügewerkzeuges über die Kunststoffstruktur hinausragt, durch einen Stempel, einen Hammer oder Presswerkzeuge auf die Kunststoffstruktur umgebogen. Durch die Krafteinwirkung kann es zu einem Ausknicken der Metallhülse an der Innenwand der Kunststoffkomponente kommen.
  • Das bekannte Verfahren besitzt den Nachteil, dass die Materialien der zu fügenden. Bauteile im Bereich der Fügestelle stark beeinträchtigt werden. So reißt bei dem Durchdringvorgang die Metallfläche regelrecht auf, und durch das Durchstoßen der Kunststoffstruktur werden beispielsweise in den Kunststoff eingebettete Fasern durchtrennt. Dies führt dazu, dass die Belastbarkeit der Fügestelle stark verringert bzw. der Kraftfluss im Bauteil unterbrochen wird.
  • Die Druckschrift DE 26 56 017 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von Metallteilen und thermoplastischen Kunststoffen, wobei die Teile mit einem Fließformbohrer durchbohrt werden, dessen Drehzahl und/oder Vorschub derart einstellbar sind, dass die Schweißtemperatur zumindest eines der aneinander liegenden Teile erreicht wird und dass das bei der Durchbohrung verdrängte Material ineinander eindringt. In einem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Metallplatte mit einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff verbunden. Bei der Herstellung der Bohrung dringt verdrängtes Material der Metallplatte in die Kunststoffplatte in Form eines Grates ein, wodurch die beiden Platten fest miteinander verschweißt werden.
  • Die Druckschrift DE 10 2004 013 640 A1 beinhaltet ein Werkzeug zum Herstellen von Gewindelöchern. Dieses Werkzeug weist an seinem vorderen Ende einen Reib- und Aufweitungsabschnitt und einen sich daran anschließenden Gewindeausbildungsabschnitt auf. Mit dem Reib- und Aufweitungsabschnitt des Werkzeugs wird das Werkstück durch Reibkontakt im Wesentlichen durchgängig erwärmt und das erwärmte Material in radialer und axialer Richtung durch das Werkzeug verdrängt. Das in der Druckschrift beschriebene Verfahren nutzt den plastifizierten Zustand des Materials aus, um leicht mit Hilfe des Gewindeausbildungsabschnittes ein Gewinde in dem frisch geformten Loch auszubilden. Hierfür darf der Gewindeausbildungsabschnitt nur mit geringer zeitlicher Verzögerung in das frisch geformte Loch eingreifen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und entsprechende Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, mit welchen auf effektive Weise eine hochfeste Verbindung zwischen wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente herstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente gelöst, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente an wenigstens einer zu verbindenden Stelle an- oder aufeinander angeordnet werden, wenigstens ein verformungsfestes Fügewerkzeug unter Drehung um die eigene Achse die erste Komponente und die zweite Komponente durchdringt und ein bei dem Durchdringvorgang erzeugter, über eine Unterseite, der zweiten Komponente hinausragender Rand umgeformt wird, wobei das Fügewerkzeug bei dem Durchdringvorgang mit einem solchen Druck auf die erste Komponente gepresst und mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit rotiert wird, dass wenigstens die erste Komponente an der zu verbindenden Stelle plastifiziert wird.
  • Bedingt durch den Druck und die Rotationsgeschwindigkeit des Fügewerkzeugs wird zunächst die erste Komponente aufgeschmolzen und damit leichter verformbar. Die erste Komponente bricht demnach nicht, wie im Stand der Technik, auf, sondern fließt, wodurch eine definierte Hülse entsteht. Die bei der Plastifizierung der ersten Komponente entstehende Wärmeenergie kann gleichzeitig genutzt werden, um die zweite Komponente partiell aufzuschmelzen. Das Material der zweiten Komponente wird dadurch nicht, wie im Stand der Technik, durchstoßen, sondern durch die Hülse zur Seite geschoben, wodurch die Struktur des Materials der zweiten Komponente um die Hülse nicht zerstört wird. Die dabei ausgebildete Hülse liegt eng an der zweiten Komponente an und weist eine qualifizierte Hülsenform auf. Im Ergebnis entsteht eine kraftflussgerechte Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente, welche insbesondere im Bereich um die Fügestelle homogene Eigenschaften aufweist. Die somit erfindungsgemäß herstellbare Mischbaugruppe ist dadurch hoch belastbar.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird als erste Komponente eine Metallkomponente und als zweite Komponente eine Kunststoffkomponente verwendet. Die Herstellung der Verbindung zwischen der Metallkomponente und der Kunststoffkomponente erfolgt erfindungsgemäß unter Ausnutzung der speziellen mechanischen Materialeigenschaften der einzelnen zu verbindenden Komponenten. Konkret heißt das, dass die plastischen Fließeigenschaften der Metallkomponente genutzt werden, um über das rotierende Fügewerkzeug thermo-mechanisch eine Metallhülse auszuformen. Diese kann während des Ausformens direkt durch die Kunststoffkomponente geschoben und anschließend beim Zurückfahren des Fügewerkzeugs, oder in einem weiteren Arbeitsschritt, zu einem Formschluss umgeformt werden.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich jedoch auch für andere Materialkombinationen, so kann die erste Komponente beispielsweise auch aus einem Kunststoff, einem Halbleiter oder einem anderen geeigneten, durch Reibungswärme verformbaren Material ausgebildet sein. Die zweite Komponente kann grundsätzlich aus jedem Material, wie beispielsweise aus Metall, Kunststoff, aber auch Pappe, ausgebildet sein.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Kunststoffkomponente verwendet, die wenigstens an der zu verbindenden Stelle aus einem endlosfaserverstärkten, beispielsweise thermoplastischen, Kunststoff (FKV) ausgebildet ist. Die durch die Rotation des Fügewerkzeugs und die damit verbundene Reibung freiwerdende thermische Energie wird hierbei lokal in die endlosfaserverstärkte Kunststoffkomponente eingeleitet und zum partiellen Aufschmelzen der thermoplastischen Matrix genutzt, um die im Polymer befindlichen Endlosfasern radial beiseite zu schieben. Bei der partiellen Plastifizierung der faserverstärkten Kunststoffkomponente werden die eingebetteten endlosen Verstärkungsfasern nicht durchtrennt, sondern lediglich umgelenkt. Somit wird der Kraftfluss in Faserrichtung in der FKV-Komponente an der Verbindungsstelle nicht unterbrochen. Eine Faserschädigung kann fast vollständig vermieden werden. Somit können durch die kraftflussgerechte Anpassung des Faserverlaufes nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensprinzip höhere Zugkräfte in Faserlängsrichtung übertragen werden.
  • Das erfindungsgemäße Fügeverfahren ist grundsätzlich auch für Metall-Kunststoff-Mischverbindungen mit duroplastischen Kunststoffen anwendbar, wobei eine lokale Materialschädigung aufgrund des spröden Verhaltens des duroplastischen Kunststoffs, bei welchem kein Plastifizieren möglich ist, zugelassen wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Fügewerkzeug, abhängig von der Materialpaarung und dem Dorndurchmesser, mit einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 3000 U/min bis etwa 10000 U/min rotiert. Durch diese hohe Rotationsgeschwindigkeit entsteht eine hohe Wärmeenergie, durch welche die erste Komponente zügig bis in den plastischen Bereich erhitzt und verformt werden kann.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn bei Erreichen einer Plastifizierungstemperatur der ersten Komponente die Vorschubgeschwindigkeit des Fügewerkzeugs drastisch erhöht wird. Damit kann der anfängliche Materialfluss der ersten Komponente entgegen der Vorschubrichtung kompensiert werden.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Umformwerkzeug zum Umformen eines über eine Unterseite einer zweiten Komponente hinausragenden Randes einer aus einer an oder auf der zweiten Komponente angeordneten ersten Komponente ausgebildeten und durch die erste Komponente und die zweite Komponente führenden Hülse gelöst, wobei das Umformwerkzeug einen rotationssymmetrischen Führungsabschnitt, dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser der Hülse ist, und einen sich an den Führungsabschnitt anschließenden Umformabschnitt aufweist, der um den Führungsabschnitt eine senkrecht zu der Längsachse des Führungsabschnittes ausgebildete Umformfläche für den Rand aufweist, und wobei der Führungsabschnitt eine Länge aufweist, die wenigstens der Länge der Hülse entspricht.
  • Der Führungsabschnitt des erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges kann aufgrund seines im Vergleich zum Innendurchmesser der Hülse geringeren Außendurchmessers leicht in die Hülse eingebracht werden und damit das Umformwerkzeug geeignet führen, sodass durch die Umformfläche der Rand gegen die zweite Komponente umgeformt werden kann. Da die Länge des Führungsabschnittes wenigstens der Länge der Hülse entspricht, wird während des Umformvorgangs die Hülse gegen die Innenwandung der zweiten Komponente gedrückt, wodurch ein Ausknicken oder ein Wellen der Hülse vermieden werden kann.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Führungsabschnitt konisch oder zylinderförmig mit einer oben ausgebildeten Fase ausgebildet. Die Konizität bzw. die Fase erleichtert ein Einführen des Führungsabschnittes des Umformwerkzeuges in die Hülse.
  • Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Werkzeug zum Herstellen einer Mischbaugruppe aus wenigstens einer ersten Komponente und wenigstens einer zweiten Komponente mit einem verformungsfesten, rotierbaren Dorn gelöst, wobei sich an den Dorn ein Führungsabschnitt anschließt, dessen Durchmesser geringer als der größte Durchmesser des Dorns ist, und wobei an dem Dorn um den Führungsabschnitt eine ringförmige Umformfläche senkrecht zu der Rotationsachse des Dorns ausgebildet ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug kann sowohl eine Hülse durch die zweite Komponente ausgeformt als auch ein über die zweite Komponente hinausragender Rand der Hülse umgeformt werden, um beispielsweise eine hoch belastbare Metall-Kunststoff-Mischbaugruppe ausbilden zu können. Dabei wird der Dorn des Werkzeugs mit einem solchen Druck auf die erste Komponente gepresst und mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit rotiert, dass wenigstens die erste Komponente an der zu verbindenden Stelle verformbar wird. Der Durchdringvorgang des Werkzeugs durch die erste Komponente und die zweite Komponente wird solange fortgesetzt, bis der Dorn die erste Komponente und die zweite Komponente vollständig durchdrungen hat. Im Ergebnis wird zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Hülse ausgebildet, die eng an der zweiten Komponente anliegt und gegebenenfalls einen Rand aufweist, der nach unten aus der zweiten Komponente hinausragt.
  • Nach dem Durchdringvorgang des Domes befindet sich im Inneren der Hülse der sich an den Dorn anschließende Führungsabschnitt, dessen Durchmesser geringer als der größte Durchmesser des Dorns ist. In dieser Position wird das Werkzeug radial aus der Mittelachse der Hülse heraus bewegt, sodass bei einer rotierenden Aufwärtsbewegung die ringförmige Umformfläche des Domes den Rand in einer Helixbewegung gegen die zweite Komponente presst.
  • Nach Abschluss des Umformvorgangs wird das Werkzeug wieder in die Mittelachse der Hülse zurückbewegt und kann durch diese nach oben herausgezogen werden.
  • Es ist besonders von Vorteil, wenn ein Übergangsbereich zwischen dem Führungsabschnitt und der Umformfläche mit einem definierten Radius ausgebildet ist. Dies ermöglichtes, den Rand der Hülse beim Umformvorgang definiert in eine Richtung zu bringen, wodurch eine Materialstauchung vermieden werden kann. Der definierte Radius kann sowohl bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug als auch bei dem erfindungsgemäßen, ein Füge- und ein Umformwerkzeug umfassenden Werkzeug vorgesehen sein.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei
  • 1 schematisch das Funktionsprinzip einer Fügeeinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges zeigt;
  • 2 schematisch einen Ausgangszustand einer Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens zeigt;
  • 3 schematisch einen Durchdringvorgang eines Fügewerkzeugs gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
  • 4 schematisch die Anordnung aus 3 zu Beginn eines Umformvorgangs mit einem Umformwerkzeug gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
  • 5 schematisch die Anordnung aus 4 am Ende des Umformvorgangs zeigt;
  • 6 schematisch eine erfindungsgemäß hergestellte Mischbaugruppe aus einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente zeigt;
  • 7 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs zeigt;
  • 8 schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs zeigt;
  • 9 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zeigt, mit welchem sowohl der Durchdringvorgang als auch der Umformvorgang des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführbar sind;
  • 10 schematisch einen Faserverlauf einer endlosfaserverstärkten Kunststoffkomponente zeigt, die erfindungsgemäß mit einer Metallkomponente verbunden wurde; und
  • 11 schematisch einen möglichen Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Prozesszeit zeigt.
  • 1 zeigt schematisch das Funktionsprinzip einer Fügeeinrichtung zur Ausführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In der Fügeeinrichtung wird eine erste Komponente 2 an oder auf einer zweiten Komponente 3 so angeordnet, dass die beiden Fügepartner wenigstens an einer zu verbindenden Stelle 9 an- bzw. aufeinander angeordnet sind.
  • In der gezeigten Darstellung ist die erste Komponente 2 eine Metallkomponente. In anderen, nicht gezeigten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann anstelle von Metall auch ein anderes, durch Reibungswärme verformbares Material für die erste Komponente 2 eingesetzt werden.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Komponente 3 aus einem endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff (FKV) ausgebildet. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung kann auch ein anderer Kunststoff oder irgendein anderer fester Werkstoff für die zweite Komponente 3 eingesetzt werden.
  • Die zweite Komponente 3 liegt auf einem Auflager 20 auf, welches wenigstens im Bereich der zu verbindenden Stelle 9 eine Öffnung 21 aufweist. Auf der ersten Komponente 2 liegt ein Widerlager 15 auf, welches an der zu verbindenden Stelle 9 eine Innenbohrung 22 für den Durchgang eines Fügewerkzeuges 4 aufweist und der Fixierung dient.
  • Etwa senkrecht zu der lateralen Ausrichtung der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 3 ist bei der Fügeeinrichtung von 1 ein verformungsfestes Fügewerkzeug 4 angeordnet. Das Fügewerkzeug 4 ist in dem Beispiel von 1 ein Bohrdorn, der entsprechend der mit dem Bezugszeichen D gekennzeichneten Rotationsrichtung mit einer Rotationsgeschwindigkeit vrot um seine eigene Achse A rotierbar ist. Darüber hinaus ist das Fügewerkzeug 4 durch Einwirkung einer Kraft F entsprechend der durch den Pfeil gekennzeichneten Bewegungsrichtung zu der zu verbindenden Stelle 9 mit einer Vorschubgeschwindigkeit vvor hin und nachfolgend wieder zurück bewegbar.
  • Das Fügewerkzeug 4 ist in Richtung auf die zu verbindende Stelle 9 etwa kegelförmig mit einer Spitze 23 ausgebildet. Setzt die Spitze 23 des Fügewerkzeugs 4 an der zu verbindenden Stelle 9 auf die erste Komponente 2 auf, wird durch die auf das Fügewerkzeug 4 wirkende Kraft F ein Druck auf die erste Komponente 2 ausgeübt. Parallel dazu wird das Fügewerkzeug 4 mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit vrot rotiert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Rotationsgeschwindigkeit vrot, je nach Materialpaarung etwa 3000 U/min bis etwa 10000 U/min. Durch die Reibung zwischen dem Fügewerkzeug 4 und der ersten Komponente 2 wird an der zu verbindenden Stelle 9 eine Wärmemenge erzeugt. Durch die hohe Hitze wird das Metall der ersten Komponente 2 an der zu verbindenden Stelle 9 plastifiziert und somit leicht verformbar.
  • Die an der ersten Komponente 2 liegende zweite Komponente 3 aus Kunststoff wird infolge Kontakterwärmung an der zu verbindenden Stelle 9 nahezu zeitgleich plastifiziert und ebenfalls leicht verformbar. Danach wird das Fügewerkzeug 4 schlagartig vorgeschoben, wobei aus der ersten Komponente 2 eine Hülse 10 ausgebildet wird, die die erste Komponente 2 mit der zweiten Komponente 3 formschlüssig verbindet und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Unterseite 6 der zweiten Komponente 3 nach unten in Form eines Randes 7 hinausragt, der hier aus Metall besteht. Die Hülse 10 ist in sich geschlossen hülsenförmig ausgebildet und liegt eng an dem Material der zweiten Komponente 3 an.
  • Ferner weist die in 1 dargestellte Fügeeinrichtung ein Umformwerkzeug 8 zum Umformen des Randes 7 auf. Das Umformwerkzeug 8 ist im Wesentlichen stempelartig aufgebaut und weist einen rotationssymmetrischen Führungsabschnitt 11 auf, dessen Außendurchmesser du geringer als der Innendurchmesser dI der Hülse 10 ist. An den Führungsabschnitt 11 schließt sich ein Umformabschnitt 12 an, der einen größeren Durchmesser bzw. eine größere Breite als der Innendurchmesser dI der Hülse 10 besitzt. Der Umformabschnitt 12 bildet um den Führungsabschnitt 11 eine parallel zu der Unterseite 6 der zweiten Komponente 3 liegende Umformfläche 13 für den Rand 7 aus.
  • Bei einem Umformvorgang wird zunächst der Führungsabschnitt 11 in die Hülse 10 zur Führung des Umformwerkzeuges 8 eingeführt. Daraufhin wirkt eine Kraft F in Richtung der Fügepartner 2, 3 auf das Umformwerkzeug 8, wodurch die Umformfläche 13, wie in 4 gezeigt, auf den Rand 7 gepresst wird und diesen, wie es in 1 durch das Bezugszeichen 7' angedeutet ist, in Richtung der zweiten Komponente 3 umformt.
  • 2 zeigt schematisch einen Ausgangszustand zu Beginn einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine erste Komponente 2, wie beispielsweise eine Metallkomponente, auf bzw. an einer zweiten Komponente 3, wie beispielsweise einer Kunststoffkomponente, angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt ohne ein Vorlochen oder Vorbohren. Ein Fügewerkzeug, wie das Fügewerkzeug 4 aus 1, wird auf die erste Komponente 2 mit seiner Spitze 23 aufgesetzt.
  • 3 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht das durch die erste Komponente 2 und die zweite Komponente 3 durchdringende Fügewerkzeug 4. Während des Durchdringvorgangs wird das Fügewerkzeug 4 entsprechend der Bewegungsrichtung D rotiert und durch die Kraft F in Richtung auf die Fügepartner 2, 3 gedrückt. Dabei wird eine Hülse 10 durch die zweite Komponente 3 ausgeformt.
  • 4 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht die Struktur aus 3 zu Beginn eines Umformvorgangs, in welchem ein Umformwerkzeug 8 mit einer Kraft F gegen den nach unten überstehenden Rand 7 der Hülse 10 gedrückt wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt während des Umformvorgangs auf der ersten Komponente 2 das Widerlager 15 auf, wodurch die erste Komponente 2 auf der zweiten Komponente 3 gehalten wird. Wie in 4 zu sehen, weist das Widerlager 15 eine Innenbohrung 22 auf, wobei der Führungsabschnitt 11 des Umformwerkzeuges 8 durch die Hülse 10 und die Innenbohrung 22 des Widerlagers 15 geführt wird.
  • 5 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht die Anordnung aus 4 am Ende des Umformvorgangs, in welchem die Umformfläche 13 des Umformwerkzeugs 8 den Rand 7 der Hülse 10 gegen die zweite Komponente 3 gepresst hat, sodass der Rand 7 an der Unterseite 6 der zweiten Komponente 3 anliegt.
  • 6 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht die mit den Schritten aus 2 bis 5 gefügte Mischbaugruppe 1, bestehend aus der ersten Komponente 2, der zweiten Komponente 3 und der an der zu verbindenden Stelle 9 ausgebildeten und umgeformten Hülse 10 mit dem umgeformten Rand 7'.
  • 7 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs 8. Das Umformwerkzeug 8 aus 7 weist einen zylinderförmigen Führungsabschnitt 11 sowie einen sich an den Führungsabschnitt 11 anschließenden zylinderförmigen Umformabschnitt 12 auf. Der Umformabschnitt 12 weist um den Führungsabschnitt 11 eine senkrecht zu der Längsachse B des Führungsabschnittes 11 ausgebildete Umformfläche 13 auf. Die Umformfläche 13 drückt während des Umformvorgangs auf den über die Unterseite 6 der zweiten Komponente 3 hinausragenden Rand 7 der Hülse 10, wie in 5 gezeigt.
  • Der Führungsabschnitt 11 weist eine Länge l auf, die wenigstens der Länge L der Hülse 10 entspricht. Damit drückt der zylinderförmige Führungsabschnitt 11 während des Umformvorgangs seitlich gegen die Hülse 10, wodurch verhindert wird, dass das Material der Hülse 10 während des Umformvorganges wegknickt oder sich wellt.
  • Der zylinderförmige Führungsabschnitt 11 weist oben eine Fase 14 auf, durch welche ein Einführen des Führungsabschnittes 11 in die Hülse 10 in Vorbereitung des Umformvorganges erleichtert wird.
  • 8 zeigt schematisch eine weitere mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs 8'. Der Führungsabschnitt I' des Umformwerkzeugs 8' ist bei dieser Ausführungsvariante konisch ausgebildet und weist zusätzlich oben eine Fase 14' auf, die in anderen Ausführungsvarianten des Umformwerkzeugs 8' auch weggelassen werden kann.
  • Ferner weist bei den Umformwerkzeugen 8 und 8' auf den 7 und 8 ein Übergangsbereich 19 zwischen dem Führungsabschnitt 11 und der Umformfläche 13 einen definierten Radius r auf, durch welchen der Rand 7 der Hülse 10 definiert in eine Richtung geformt werden kann, ohne dass das Material gestaucht bzw. die Hülse 10 in Richtung des Bohrers zurückgedrückt wird.
  • 9 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 5 unter Veranschaulichung zweier Positionen des Werkzeugs 5 während des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Das Werkzeug 5 vereint in einem Werkzeug ein Füge- und ein Umformwerkzeug zum Herstellen einer Mischbaugruppe, wie der Mischbaugruppe 1 aus 6, aus wenigstens einer ersten Komponente 2 und wenigstens einer zweiten Komponente 3. Das Werkzeug 5 weist einen verformungsfesten, rotierbaren Dorn 16 auf, welcher einen kegelförmigen Abschnitt mit einer Spitze 23 und einen sich an den kegelförmigen Abschnitt anschließenden zylinderförmigen Abschnitt aufweist. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsvarianten der Erfindung kann der Dorn 16 lediglich kegelförmig, ohne den in 9 gezeigten zylinderförmigen Abschnitt ausgebildet sein.
  • An den Dorn 16 schließt sich ein zylinderförmiger Führungsabschnitt 17 an, wobei der Dorn 16 um den Führungsabschnitt 17 eine ringförmige Umformfläche 18 senkrecht zu der Rotationsachse C des Dorns 16 ausbildet.
  • Der Außendurchmesser dD des Dorns 16 entspricht etwa dem Innendurchmesser dI der durch die erste Komponente 2 und die zweite Komponente 3 ausgebildeten Hülse 10. Der Durchmesser dW des zylinderförmigen Führungsabschnittes 17 ist geringer als der größte Außendurchmesser dD des Dorns 16.
  • Um eine Verbindung zwischen der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 3 auszubilden, wird, wie bereits oben beschrieben, zunächst die erste Komponente 2 an oder auf die zweite Komponente 3 aufgebracht. Daraufhin wird bei Verwendung des Werkzeugs 5 aus 9 der Dorn 16 mit der Spitze 23 an einer zu verbindenden Stelle 9 auf die erste Komponente 2 aufgesetzt, rotiert und mit einer Kraft beaufschlagt. Durch die entstehende Reibung entsteht eine solche Wärmemenge, die zu einer Plastifizierung der ersten Komponente 2 und daraufhin auch der zweiten Komponente 3 führt. Durch das Schmelzen des Materials schiebt der Dorn 16 das Material der ersten Komponente 2 nach unten durch die zweite Komponente 3 unter Ausbildung einer Hülse 10 hindurch, wobei bei der in 9 gezeigten Anordnung ein Rand 7 über die zweite Komponente 3 nach unten hinausragt.
  • Während des Durchdringvorgangs befindet sich die Rotationsachse C des Werkzeugs 5 in der Mitte der ausgebildeten Hülse 10. Ist der Durchdringvorgang beendet, befindet sich der Dorn 16 mit der daran ausgebildeten Umformfläche 18 unterhalb der Hülse 10. In dieser Position wird die Rotationsachse C des Werkzeugs 5 von der Mittelachse K der Hülse 10 seitlich wegbewegt, was in 9 schematisch durch den Pfeil G dargestellt ist. In dieser Position wird das Werkzeug 5 entsprechende dem Pfeil I wieder nach oben zurückbewegt und dabei rotiert. Dabei drückt die Umformfläche 18 des Dorns 16 gegen den Rand 7 und presst diesen gegen die zweite Komponente 3 in einer helixartigen Bewegung.
  • Die helixartige Rückbewegung des Dorns 16 kann in einer kreisrunden Helixkurve, aber auch in einer elliptischen bzw. ovalen Helixkurve erfolgen, sodass auch „unrunde” O-Nieten erzeugt werden können.
  • In der in 9 dargestellten Ausführungsvariante ist zwischen der ringförmigen Umformfläche 18 und dem zylinderförmigen Führungsabschnitt 17 ein Übergangsbereich 19 mit einem definierten Radius r vorgesehen, durch welchen der Rand 7 definiert, unter Vermeidung einer Materialstauchung umgeformt werden kann.
  • 10 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine zweite Komponente 3 einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mischbaugruppe, wie der Mischbaugruppe 1 aus 6. In dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Komponente 3 aus einem endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff ausgebildet. Die Endlosfasern 24 sind hier schematisch durch Linien dargestellt. Wenn ein Fügewerkzeug, wie das Fügewerkzeug 4 aus 1 oder das Werkzeug 5 aus 9, die erste Komponente 2 und die Kunststoffkomponente durchdringt, wird zunächst die erste Komponente 2 und daraufhin auch die Kunststoffkomponente zumindest in dem Bereich der zu verbindenden Stelle 9 plastifiziert, wodurch das Material fließt. Dadurch werden die in der polymeren Matrix 27 der aus endlosfaserverstärktem Kunststoff bestehenden zweiten Komponente 3 eingebetteten endlosen Verstärkungsfasern 24' nicht durchtrennt, sondern radial durch das Fügewerkzeug 4, 5 zur Seite geschoben. Es entsteht ein Bereich 26 mit einer, örtlich begrenzten Faserumlenkung. Der Kraftfluss an der Verbindungsstelle wird somit nicht unterbrochen, wodurch höhere Verbindungsfestigkeiten erzielt werden.
  • 11 zeigt schematisch ein Prozessdiagramm, in welchem einzelne Fasen zum Aus- bzw. Durchformen der Hülse 10 aus der ersten Komponente 2 durch die zweite Komponente 3, die hier aus endlosfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist, dargestellt sind. In der in 11 dargestellten Grafik ist die Vorschubgeschwindigkeit vvor des Fügewerkzeugs 4, 5 in Abhängigkeit von der Prozesszeit tProzess dargestellt.
  • In der Phase 1 wird das rotierende Fügewerkzeug 4, 5 auf die erste Komponente 2 der hier dargestellten, zu verbindenden Metall-Faserkunststoffverbund-Paarung aufgesetzt.
  • In der Phase 2 wird ein Plastifizierungsdruck auf die Metall-Faserkunststoffverbund-Paarung aufgebracht, indem das Fügewerkzeug 4, 5 auf die erste Komponente 2 gepresst und rotiert wird.
  • In der Phase 3 wird die aus Metall bestehende erste Komponente 2 durch die somit entstehende und stetig steigende Reibenergie bis in den plastischen Bereich erhitzt und dadurch leicht verformbar. Gleichzeitig wird die entstehende Wärmeenergie an die thermoplastische Faserkunststoffverbund-Komponente durch Kontakterwärmung weitergegeben. Die anliegende Faserkunststoffverbund-Struktur wird somit durch die Kontakterwärmung zeitgleich plastifiziert und ebenfalls leicht verformbar.
  • In der Phase 4 wird bei Erreichen der Plastifizierungstemperatur der ersten Komponente 2 die Vorschubgeschwindigkeit vvor des Fügewerkzeuges 4, 5 erheblich erhöht. Der anfängliche Materialfluss der ersten Komponente 2 entgegen der Vorschubrichtung wird somit kompensiert und diesem entgegengewirkt.
  • In der Phase 5 durchdringt das Fügewerkzeug 4, 5 mit dem ihn umgebenden plastifizierten Metall die durch die Kontakterwärmung partiell plastifizierte zweite Komponente 3. Die in der polymeren Matrix der Faserkunststoffverbund-Komponente eingebetteten endlosen Verstärkungsfasern 24 werden dabei nicht durchtrennt, sondern radial durch das Fügewerkzeug 4, 5 vorbeigeschoben. Der Kraftfluss an der Verbindungsstelle wird somit nicht unterbrochen, höhere Verbindungsfestigkeiten werden erzielt. Aus der ersten Komponente 2 wird hiermit kraftflussgerecht, das heißt ohne Faserbruch, eine Metallhülse durch den thermoplastischen endlosfaserverstärkten Kunststoff (FKV) geformt, die im Anschluss an den Durchdringvorgang umzuformen ist, um die Verbindung auszuprägen.
  • Der Fokus der vorliegenden Erfindung besteht in einem neuartigen Fügeverfahren zur Herstellung von. Mischverbindungen aus wenigstens einer ersten Komponente, beispielsweise einer Metallkomponente, und wenigstens einer zweiten Komponente, beispielsweise einer FKV-Komponente, ohne zusätzliche Hilfselemente, wie Niete, Schrauben, Bolzen oder Klebstoffe. Durch die Erfindung ist vor allem eine einfachere, kostengünstigere und fasergerechte Herstellung von Mischverbindungen aus Kunststoffkomponenten und Metallkomponenten bei gleichzeitiger Erhöhung des Leichtbaugrades möglich. Als zukünftiger Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Automobilindustrie im Hinblick auf die Anbindung von FKV-Schubfeldern an dünnwandige Blechprofile einer Karosseriestruktur gesehen. Dies ist insbesondere bei Aluminiumkarosserien vorteilhaft, da aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften des Werkstoffs die dort angewandten Fügeverfahren schwerer zu automatisieren sind.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Mischbaugruppe (1) aus wenigstens einer ersten Komponente (2) und wenigstens einer zweiten Komponente (3), wobei die erste Komponente (2) und die zweite Komponente (3) an wenigstens einer zu verbindenden Stelle (9) an- oder aufeinander angeordnet werden, wenigstens ein verformungsfestes Fügewerkzeug (4, 5) unter Drehung um die eigene Achse (A) die erste Komponente (2) und die zweite Komponente (3) durchdringt, wobei aus der ersten Komponente (2) eine Hülse (10) ausgebildet wird, die eng an dem Material der zweiten Komponente (3) anliegt, und ein bei dem Durchdringvorgang erzeugter, über eine Unterseite (6) der zweiten Komponente (3) hinausragender Rand (7) umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügewerkzeug (4, 5) bei dem Durchdringvorgang mit einem solchen Druck auf die erste Komponente (2) gepresst und mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit (vrot) rotiert wird, dass wenigstens die erste Komponente (2) an der zu verbindenden Stelle (9) plastifiziert wird, wobei als erste Komponente (2) eine Metallkomponente und als zweite Komponente (3) eine Kunststoffkomponente verwendet wird, und wobei eine Kunststoffkomponente verwendet wird, die wenigstens an der zu verbindenden Stelle (9) aus einem endlosfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügewerkzeug (4, 5) mit einer Rotationsgeschwindigkeit (vrot) von etwa 3000 U/min bis etwa 10000 U/min rotiert wird.
  3. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen einer Plastifizierungstemperatur der ersten Komponente (2) eine Vorschubgeschwindigkeit (vvor) des Fügewerkzeuges (4, 5) erhöht wird.
  4. Umformwerkzeug (8) zum Umformen eines über eine Unterseite (6) einer zweiten Komponente (3) hinausragenden Randes (7) einer aus einer an oder auf der zweiten Komponente (3) angeordneten ersten Komponente (2) ausgebildeten und durch die erste Komponente (2) und die zweite Komponente (3) führenden Hülse (10), wobei das Umformwerkzeug (8) einen rotationssymmetrischen Führungsabschnitt (11), dessen Außendurchmesser (dU) geringer als der Innendurchmesser (dI) der Hülse (10) ist, und einen sich an den Führungsabschnitt (11) anschließenden Umformabschnitt (12) aufweist, der um den Führungsabschnitt (11) eine senkrecht zu der Längsachse (B) des Führungsabschnittes (11) ausgebildete Umformfläche (13) für den Rand (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (11) eine Länge (l) aufweist, die wenigstens der Länge (L) der Hülse (10) entspricht, und dass der Führungsabschnitt (11) konisch mit einer oben ausgebildeten Fase (14) ausgebildet ist.
  5. Werkzeug (5) zum Herstellen einer Mischbaugruppe (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aus wenigstens einer ersten Komponente (2) und wenigstens einer zweiten Komponente (3) mit einem verformungsfesten, rotierbaren Dorn (16), dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Dorn (16) ein Führungsabschnitt (17) anschließt, dessen Durchmesser (dW) geringer als der größte Durchmesser (dD) des Dorns (16) ist, und dass an dem Dorn (16) um den Führungsabschnitt (17) eine ringförmige Umformfläche (18) senkrecht zu der Rotationsachse (C) des Dorns (16) ausgebildet ist.
  6. Umformwerkzeug (8) oder Werkzeug (5) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbereich (19) zwischen dem Führungsabschnitt (11, 17) und der Umformfläche (13, 18) mit einem definierten Radius (r) ausgebildet ist.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011001522B4 (de) 2011-03-24 2015-03-19 Technische Universität Chemnitz Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zwischen wenigstens zwei sich überlappenden Bauteilen und Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung
DE102011109010A1 (de) * 2011-07-30 2013-01-31 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Verfahren zur Verbindung eines Warmformteils mit einem weiteren Teil aus beliebigem Werkstoff
DE102012214395A1 (de) * 2012-06-13 2013-12-19 Johnson Controls Gmbh Befestigungselement und Verfahren zu dessen Montage
DE102013001943A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Aus Organoblech und metallischer Komponente verbundene Mischbaugruppe, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102013109396A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles für den Automobilbau
DE102014204449A1 (de) 2014-03-11 2015-09-17 Ejot Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Verbinden von Bauteilen von denen eines aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht
WO2015159432A1 (ja) * 2014-04-18 2015-10-22 本田技研工業株式会社 Ｆｒｐ板の締結構造
EP2987625A1 (de) 2014-08-20 2016-02-24 LANXESS Deutschland GmbH Verschraubte Mischbaugruppen
DE102016005903A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Audi Ag Verfahren zum Verbinden von Bauteilen
DE102019102469A1 (de) * 2019-01-31 2020-08-06 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer gemeinsamen Verbindungsöffnung in zwei Komponenten, von denen mindestens eine aus einem plastisch verformbaren Material hergestellt ist
CN113306162A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 山东永丰液压机械有限公司 一种滚动式纤维增强塑料管与铝材的压合设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2656017A1 (de) * 1976-12-10 1978-06-22 Uhl Geb Gmbh & Co Kg Verbindung von metallteilen und/ oder thermoplastischen kunststoffen miteinander
DE10133292A1 (de) * 2001-07-12 2003-01-23 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen aus Metall und Kunststoff sowie diese Verbundbauteile
DE102004013640A1 (de) * 2004-03-19 2005-10-06 Gühring, Jörg, Dr. Werkzeug und Vorrichtung zur Herstellung von Gewindelöchern
DE102004045265A1 (de) * 2004-09-11 2006-03-30 Institut für Füge- und Oberflächentechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Verbindung mindestens zweier flächiger Werkstücke

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2656017A1 (de) * 1976-12-10 1978-06-22 Uhl Geb Gmbh & Co Kg Verbindung von metallteilen und/ oder thermoplastischen kunststoffen miteinander
DE10133292A1 (de) * 2001-07-12 2003-01-23 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen aus Metall und Kunststoff sowie diese Verbundbauteile
DE102004013640A1 (de) * 2004-03-19 2005-10-06 Gühring, Jörg, Dr. Werkzeug und Vorrichtung zur Herstellung von Gewindelöchern
DE102004045265A1 (de) * 2004-09-11 2006-03-30 Institut für Füge- und Oberflächentechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Verbindung mindestens zweier flächiger Werkstücke

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