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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Bauteile nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Anordnung mindestens zweier mittels des Verfahrens miteinander verbundener Bauteile.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 38 30 432 A1 ist ein Verfahren zum Löten einer hohlen Kurbelwelle aus Einzelstücken bekannt. Die Einzelstücke umfassen jeweils eine Wange und einen Teil des Achs- bzw. Kurbelzapfens und werden unter Presspassung zusammengefügt, wobei eines derselben mit einer gerändelten Oberfläche versehen ist. Die Vertiefungen der Rändelung bilden den Lötspalt. Das Ende des Lötspaltes befindet sich auf der Außenseite der Zapfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Bauteile und eine Anordnung mindestens zweier mittels des Verfahrens miteinander verbundener Bauteile anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Bauteile mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anordnung mindestens zweier mittels des Verfahrens miteinander verbundener Bauteile mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Bauteile wird in oder auf einen Verbindungsbereich des ersten Bauteils eine Rändelung eingebracht bzw. aufgebracht. Dieser Verbindungsbereich wird danach mit dem zweiten Bauteil mittels Übermaßpassung, auch als Presspassung bezeichnet, zumindest kraftschlüssig verbunden. Die beiden Bauteile werden dann miteinander stoffschlüssig verbunden.
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Erfindungsgemäß werden vor dem kraftschlüssigen Verbinden der beiden Bauteile Erhebungen der Rändelung mittels eines spanenden Verfahrens teilweise abgetragen.
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Bei dem zweiten Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Kraftstoffverteilleitung für einen Verbrennungsmotor beispielsweise eines Fahrzeugs handeln, auch als Railrohr, Kraftstoff-Hochdruckspeicher oder Kraftstoffrail bezeichnet. Das erste Bauteil ist dann zweckmäßigerweise als eine so genannte Rändelhülse ausgebildet, wobei mittels dieser Rändelhülse das als Kraftstoffverteilleitung ausgebildete zweite Bauteil mit einem weiteren Bauteil verbunden wird, beispielsweise mit einem Injektorgehäuse oder mit einem Lötstutzen. Hierzu wird das als Rändelhülse ausgebildete erste Bauteil mittels seines auf die oben beschriebene Weise ausgebildeten Verbindungsbereichs sowohl mit dem als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil als auch mit dem beispielsweise als Injektorgehäuse oder Lötstutzen ausgebildeten weiteren Bauteil jeweils mittels Übermaßpassung, auch als Presspassung bezeichnet, zumindest kraftschlüssig verbunden, so dass das weitere Bauteil, beispielsweise das Injektorgehäuse oder der Lötstutzen, am als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil fixiert ist. Es bildet sich dabei ein so genannter Längspresssitz aus.
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Danach wird das als Kraftstoffverteilleitung ausgebildete zweite Bauteil mit dem als Rändelhülse ausgebildeten ersten Bauteil und/oder mit dem beispielsweise als Injektorgehäuse oder Lötstutzen ausgebildeten weiteren Bauteil stoffschlüssig verbunden, zweckmäßigerweise verlötet. Um das Verlöten zu ermöglichen, sind zweckmäßigerweise alle zu verlötenden Bauteile aus Metall ausgebildet.
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Durch diese Fixierung mittels des Längspresssitzes der Bauteile aneinander vor dem Verlöten ist ein Verrutschen der Bauteile oder ein Abgleiten während des Verlötens verhindert und somit eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Bauteile zueinander sichergestellt. Des Weiteren bilden Vertiefungen der Rändelung einen optimalen Lötspalt zur Aufnahme des Lotwerkstoffs während des Verlötens, so dass eine optimale stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Zweckmäßigerweise werden mit einer Mehrzahl als Rändelhülsen ausgebildeter erster Bauteile eine Mehrzahl weiterer Bauteile am als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil auf die beschriebene Weise befestigt, beispielsweise mindestens ein Lötstutzen und eine Mehrzahl von Injektorgehäusen.
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Durch das spanende Bearbeiten, vorzugsweise durch Überdrehen, der Erhebungen der Rändelung vor dem Verbinden mittels Übermaßpassung, d. h. vor dem kraftschlüssigen Verbinden, werden Spitzen der Erhebungen abgetragen. Es bilden sich an der Oberseite der Erhebungen vorzugsweise Teilstücke einer Zylindermantelfläche aus, d. h. die Erhebungen werden abgerundet und sind nicht mehr scharfkantig. Dadurch werden Unrundheiten, welche durch das Rändelverfahren entstehen, beseitigt. Zudem wird die Bildung von Restschmutz während des nachfolgenden Fügeverfahrens, d. h. des Verbindens mittels Übermaßpassung, vermieden. Im Stand der Technik werden im Gegensatz dazu die Spitzen der Rändelung beim Einpressen gewaltsam zurückverformt. Dadurch würde Restschmutz erzeugt werden, dessen Beseitigung prozesssicher nicht möglich ist.
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Durch das spanende Bearbeiten der Erhebungen, d. h. vorzugsweise durch das Überdrehen der Rändelspitzen, wird eine Passung der Toleranzklasse IT7 hergestellt. In Verbindung mit einer jeweiligen Bohrung im als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil, welche ebenfalls die Toleranzklasse IT7 aufweist, entsteht eine Längspressverbindung mit vorhersehbaren Fügekräften in einem definierten Bereich. Dies ist wichtig für eine automatisierte Montage. Der Aussendurchmesser einer solchen Rändelung schwankt extrem und ist abhängig von dem bearbeiteten Durchmesser, der Teilung der Rändelung und dem jeweiligen Werkstoff, für eine gezielte Passung also ungeeignet. Da es sich beim Rändeln um einen Umformvorgang handelt, entsteht eine Unrundheit des gerändelten Durchmessers. Dies ist ebenfalls ungeeignet für einen Fügevorgang. Durch das spanende Bearbeiten der Erhebungen der Rändelung werden, wie beschrieben, diese Unrundheiten beseitigt und ein vorgegebener Durchmesser ausgebildet.
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Durch das Fügen der vorzugsweise als Rändelhülsen ausgebildeten ersten Bauteile mit dem zweiten Bauteil und vorzugsweise einem weiteren Bauteil jeweils mittels Übermaßpassung entsteht nicht nur ein Kraftschluss, sondern zusätzlich auch ein Formschluss zwischen den zu verbindenden Teilen bezogen auf die Beanspruchungsrichtung. Das ist aus konstruktiv-mechanischer Sicht sehr wichtig. Die zu verbindenden Teile sind quasi miteinander verdübelt. Da die im bzw. am Verbrennungsmotor verbauten Kraftstoffverteilleitungen, auch als Rails bezeichnet, durch Wärmespannungen in ihren Lötverbindungen auf Scherung beansprucht werden, ist dieser Formschluss aus mechanischer Sicht sehr erwünscht.
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Durch die verlöteten Rändelhülsen, d. h. die ersten Bauteile, wird auch eine Kerbwirkung der Bohrungen in den als Kraftstoffverteilleitungen oder Railrohre ausgebildeten zweiten Bauteilen stark herabgesetzt, so dass eine Schwachstelle beseitigt ist. Dadurch wird es ermöglicht, solche Kraftstoffverteilleitungen sehr dünnwandig auszubilden und auf diese Weise eine Gewichtsreduzierung zu erreichen. Die Kraftstoffverteilleitung, d. h. das Railrohr, unterliegt im Fahrzeug einer Pulserbeanspuchung von beispielsweise ca. 260 Bar durch eine Benzinhochdruckeinspritzung. Daher ist die beschriebene Herabsetzung der Kerbwirkung besonders wichtig zur Erzielung einer vorgegebenen Zeit- oder Dauerfestigkeit.
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Ein weiterer Aspekt ist die Herstellung einer gasdichten Lötverbindung durch eine Kombination von Dünnspaltlöten und Löten in der Pressfuge. In bisherigen Verfahren sind die Arbeitsschritte „Heften durch Laserschweißen” und Pastieren die Prozesschritte mit dem höchsten Aufwand. Die Laserheftanlagen verursachen bei ihrer Beschaffung hohe Investitionssummen, aufgrund ihrer Arbeitsweise werden sie in großer Anzahl benötigt. Dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, da diese beiden Arbeitsschritte „Heften durch Laserschweißen” und Pastieren entfallen. An Stelle des Heftens tritt nun die jeweilige Verbindung mittels Übermaßpassung, d. h. der jeweilige Längspresssitz. An Stelle des Pastierens tritt nun in einer bevorzugten Ausführungsform die Verwendung von Lotringen, welche vor dem Übermaßpassungsverbinden an der entsprechenden Stelle angeordnet werden, an welcher danach der Lotwerkstoff zum Verlöten geschmolzen werden soll, so dass er sich in den Vertiefungen der jeweiligen Rändelung verteilt und die stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Der jeweilige Lotring wird vor dem Übermaßpassungsverbinden bevorzugt derart positioniert, dass er durch das Übermaßpassungsverbinden, d. h. durch das Zusammenpressen der beiden Bauteile, an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Bauteilen angeordnet wird und durch die beiden Bauteile fixiert wird. Durch Erwärmen wird der jeweilige Lotring anschließend aufgeschmolzen, so dass sich der Lotwerkstoff an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Bauteilen verteilen kann und die beiden Bauteile stoffschlüssig verbindet.
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Das Verfahren ermöglicht eine Einsparung von Investitionen für neue Motorenbaureihen, eine Senkung der Herstellkosten und eine Senkung von Qualitätskosten durch eine Vermeidung von Ausschuss.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Kraftstoffverteilleitung,
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2 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Kraftstoffverteilleitung mit Injektoren,
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3 schematisch eine perspektivische Darstellung einer mit einem Lötstutzen durch eine Übermaßpassung verbundenen Rändelhülse,
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4 schematisch eine perspektivische Darstellung eines mit einer Kraftstoffverteilleitung mittels einer Rändelhülse verbundenen Lötstutzens,
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5 schematisch einen Ausschnitt eines Querschnitts einer durch eine Übermaßpassung und durch Verlöten mit einer Kraftstoffverteilleitung verbundenen Rändelhülse,
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6 schematisch einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Rändelhülse,
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7 schematisch eine erste Schnittdarstellung einer Kraftstoffverteilleitung vor einem stoffschlüssigen Verbinden der Komponenten,
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8 schematisch eine zweite Schnittdarstellung einer Kraftstoffverteilleitung vor einem stoffschlüssigen Verbinden der Komponenten, und
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9 schematisch eine dritte Schnittdarstellung einer Kraftstoffverteilleitung vor einem stoffschlüssigen Verbinden der Komponenten.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch eine Explosionsdarstellung einer Kraftstoffverteilleitung für einen Verbrennungsmotor beispielsweise eines Fahrzeugs, auch als Railrohr, Kraftstoff-Hochdruckspeicher oder Kraftstoffrail bezeichnet, mit entsprechenden Anbauteilen. Die Anbauteile sind im hier dargestellten Beispiel Einpressdeckel E, Rändelhülsen R, ein Lötstutzen L, Injektorgehäuse I und Befestigungsplatten 1. In 2 ist eine solche Kraftstoffverteilleitung mit Injektoren 2 im zusammengebauten Zustand dargestellt, genauer gesagt zwei miteinander verbundene Kraftstoffverteilleitungshälften mit jeweils drei Injektoren 2. Die zusammengebaute Kraftstoffverteilleitung stellt ein Beispiel einer Anordnung 3 mindestens zweier miteinander verbundener Bauteile B1, B2, B3 dar, bei welcher das erste Bauteil B1 in oder auf einem Verbindungsbereich eine Rändelung 4 aufweist, wobei Erhebungen 5 der Rändelung 4 teilweise abgetragen sind und wobei der Verbindungsbereich des ersten Bauteils B1 mit dem zweiten Bauteil B2 mittels Übermaßpassung, auch als Presspassung bezeichnet, zumindest kraftschlüssig verbunden ist und die beiden Bauteile B1, B2 miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
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Die in 2 dargestellte Anordnung weist eine Mehrzahl solcher erster Bauteile B1 in Form von Rändelhülsen R auf, welche auf die oben beschriebene Weise mit dem als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil B2 verbunden sind und in diesem Beispiel zudem jeweils mit einem weiteren Bauteil B3, welches als Lötstutzen L oder als Injektorgehäuse I ausgebildet ist, ebenso verbunden sind wie mit dem zweiten Bauteil B2. Wie in 1 gezeigt, sind in diesem Beispiel zudem noch zwei weitere erste Bauteile B1 vorhanden, die jeweils als ein Einpressdeckel E ausgebildet sind und ebenfalls eine solche Rändelung 4 mit teilweise abgetragenen Erhebungen 5 aufweisen. Auch diese beiden ersten Bauteile B1 sind im zusammengebauten Zustand der Anordnung 3 mit dem als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil B2 mittels Übermaßpassung zumindest kraftschlüssig verbunden und dann stoffschlüssig verbunden.
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In einem zum Zusammenbau dieser Anordnung 3 genutzten Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Bauteile B1, B2, B3 wird in oder auf einen Verbindungsbereich des ersten Bauteils B1 die Rändelung 4 eingebracht bzw. aufgebracht. Anschließend werden die Erhebungen 5 der Rändelung 4 mittels eines spanenden Verfahrens teilweise abgetragen. Danach wird dieser Verbindungsbereich mit dem zweiten Bauteil B2 mittels Übermaßpassung, auch als Presspassung bezeichnet, zumindest kraftschlüssig verbunden. Dann werden die beiden Bauteile B1, B2 miteinander stoffschlüssig verbunden.
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Vorzugsweise werden mittels des ersten Bauteils B1 zwei andere Bauteile B2, B3 miteinander verbunden, wobei das erste Bauteil B1 mit beiden anderen Bauteilen B2, B3 auf die oben beschriebene Weise jeweils mittels Übermaßpassung zumindest kraftschlüssig verbunden wird und danach stoffschlüssig verbunden wird. Dies wird in den hier dargestellten Beispielen mittels der als Rändelhülsen R ausgebildeten ersten Bauteile B1 realisiert, wobei hier mittels der Rändelhülsen R die als weitere Bauteile B3 ausgebildeten Injektorgehäuse I und der als weiteres Bauteil B3 ausgebildete Lötstutzen L mit der als zweites Bauteil B2 ausgebildeten Kraftstoffverteilleitung verbunden werden, wie in den 3, 4 und 5 am Beispiel des Lötstutzens L gezeigt.
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Dabei wird im hier gezeigten Beispiel das jeweilige als Rändelhülse R ausgebildete erste Bauteil B1 mit seinem Verbindungsbereich, welcher die Rändelung 4 mit den teilweise abgetragenen Erhebungen 5 aufweist, zunächst in das jeweilige als Injektorgehäuse I oder Lötstutzen L ausgebildete weitere Bauteil B3 eingepresst, d. h. mittels Übermaßpassung zumindest kraftschlüssig verbunden, wie in 3 gezeigt, und danach mit dem übrigen Teil seines Verbindungsbereichs mit der Rändelung 4 in das als Kraftstoffverteilleitung ausgebildete zweite Bauteil B2 eingepresst und somit auch mit diesem mittels Übermaßpassung zumindest kraftschlüssig verbunden, wie in 4 gezeigt. Durch diese Übermaßpassung oder Presspassung bildet sich bei den als Rändelhülsen R ausgebildeten ersten Bauteilen B1 jeweils zwischen diesen Rändelhülsen R und dem als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil B2 sowie zwischen der jeweiligen Rändelhülse R und dem jeweiligen weiteren Bauteil B3, beispielsweise dem Lötstutzen L oder Injektorgehäuse I, jeweils ein Längspresssitz aus. Dies gilt auch für die als Einpressdeckel E ausgebildeten ersten Bauteile B1, auch zwischen diesen Einpressdeckeln E und dem als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil B2 bildet sich ein solcher Längspresssitz aus.
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Durch diese Fixierung mittels des Längspresssitzes der Bauteile B1, B2, B3 aneinander vor dem anschließenden stoffschlüssigen Verbinden, welches vorzugsweise mittels Löten durchgeführt wird, ist ein Verrutschen der Bauteile B1, B2, B3 oder ein Abgleiten während des Verlötens verhindert und somit eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Bauteile B1, B2, B3 zueinander sichergestellt. Des Weiteren bilden Vertiefungen 6 der Rändelung 4 einen optimalen Lötspalt zur Aufnahme eines Lotwerkstoffs 7 während des Verlötens, wie in 5 gezeigt, so dass eine optimale stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. In 5 sind das als Rändelhülse R ausgebildete erste Bauteil B1 und das als Kraftstoffverteilleitung ausgebildete zweite Bauteil B2 im stoffschlüssig verbundenen Zustand, d. h. im hier dargestellten Beispiel im verlöteten Zustand, dargestellt, wobei der Lotwerkstoff 7 die Vertiefungen 6 der Rändelung 4 ausfüllt. Um das stoffschlüssige Verbinden zu ermöglichen, sind das als Kraftstoffverteilleitung ausgebildete zweite Bauteil B2, die als Rändelhülsen R bzw. Einpressdeckel E ausgebildeten ersten Bauteile B1 und die als Lötstutzen L bzw. Injektorgehäuse I ausgebildeten dritten Bauteile B3 zweckmäßigerweise aus Metall ausgebildet.
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Vorzugsweise wird vor dem Einpressen des jeweiligen ersten Bauteils B1, d. h. der Rändelhülse R oder des Einpressdeckels E, in das zweite Bauteil B2 oder in das jeweilige weitere Bauteil B3 zumindest ein aus dem Lotwerkstoff gebildeter Lotring 8 am ersten Bauteil B1 und/oder am zweiten bzw. weiteren Bauteil B2, B3 angeordnet. Der jeweilige Lotring 8 wird vor dem Einpressen des jeweiligen ersten Bauteils B1 bevorzugt derart positioniert, dass er durch das Einpressen an der Verbindungsstelle zwischen den beiden jeweiligen Bauteilen B1, B2, B3 angeordnet wird und durch die jeweiligen beiden Bauteile B1, B2, B3 fixiert wird. Der Lotring 8 wird hierzu beispielsweise stirnseitig am ersten Bauteil B1 angeordnet, im Bereich eines Anfangs des Verbindungsbereichs mit der Rändelung 4, welcher anschließend in das zweite Bauteil B2 oder in das jeweilige weitere Bauteil B3 eingepresst wird. In den 7 bis 9 ist diese Position des Lotrings 8 dargestellt, wobei hier das jeweilige erste Bauteil B1 mit dem daran angeordneten Lotring 8 bereits im in das zweite Bauteil B2 bzw. in das jeweilige weitere Bauteil B3 eingepressten Zustand dargestellt ist. Dabei zeigt 7 eine Schnittdarstellung im Bereich eines an der Kraftstoffverteilleitung befestigten, aber noch nicht verlöteten Injektorgehäuses I, 8 zeigt eine Schnittdarstellung eines an der Kraftstoffverteilleitung befestigten, aber noch nicht verlöteten Lötstutzens L und 9 zeigt eine Schnittdarstellung eines an der Kraftstoffverteilleitung befestigten, aber noch nicht verlöteten Einpressdeckels E, so dass in den 7 bis 9 der jeweilige noch nicht aufgeschmolzene Lotring 8 erkennbar ist. Der Lotring 8 verbleibt während des Einpressens in dieser Position am ersten Bauteil B1 und wird so zwischen den jeweiligen Bauteilen B1, B2, B3 eingeklemmt. Zur ordnungsgemäßen Positionierung des Lotrings 8 vor dem Einpressen und während des Einpressens weist das erste Bauteil B1 eine entsprechende Ausnehmung auf, beispielsweise in Form einer Nut, in welche der Lotring 8 einzulegen ist, wie in den 7 bis 9 gezeigt. Das anschließende Verlöten kann beispielsweise durch ein entsprechendes Erwärmen der Bauteile B1, B2, B3 bis zur oder über die Schmelztemperatur des Lotwerkstoffs erfolgen. Der Lotwerkstoff schmilzt dann und verteilt sich in den Vertiefungen 6 der Rändelung 4.
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Um das Einfließen des Lotwerkstoffs 7 in die Vertiefungen 6 der Rändelung 4 zu ermöglichen, wird die Rändelung 4 zweckmäßigerweise in Form von sich parallel zu einer Übermaßpassungsverbindungsrichtung ausgerichteten Erhebungen 5 und Vertiefungen 6 ausgebildet, d. h. parallel zu einer Einpressrichtung der als Rändelhülsen R oder Einpressdeckel E ausgebildeten ersten Bauteile B1, wie in 1, 3 und 4 gezeigt.
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Das teilweise Abtragen der Erhebungen 5 der Rändelung 4 erfolgt zweckmäßigerweise durch das spanende Verfahren Drehen. Durch dieses teilweise Abtragen der Erhebungen 5 mittels des spanenden Verfahrens, vorzugsweise durch Drehen, werden Spitzen der Erhebungen 5 abgetragen. Die Erhebungen 5 werden dabei vorteilhafterweise derart teilweise abgetragen, dass Oberseiten der Erhebungen 5 Teilstücke einer Zylindermantelfläche bilden, wie in 6 gezeigt, d. h. die Erhebungen 5 werden abgerundet und sind nicht mehr scharfkantig. Dadurch werden Unrundheiten, welche durch das Rändelverfahren entstehen, beseitigt. Zudem wird die Bildung von Restschmutz während des nachfolgenden Fügeverfahrens, d. h. des Verbindens mittels Übermaßpassung, vermieden. Im Stand der Technik werden im Gegensatz dazu die Spitzen der Rändelung 4 beim Einpressen gewaltsam zurückverformt. Dadurch würde Restschmutz erzeugt werden, dessen Beseitigung prozesssicher nicht möglich ist.
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Durch das spanende Bearbeiten der Erhebungen 5, d. h. vorzugsweise durch das Überdrehen der Rändelspitzen, wird eine Passung der Toleranzklasse IT7 hergestellt. In Verbindung mit einer jeweiligen Bohrung im als Kraftstoffverteilleitung ausgebildeten zweiten Bauteil B2, welche ebenfalls die Toleranzklasse IT7 aufweist, entsteht eine Längspressverbindung mit vorhersehbaren Fügekräften in einem definierten Bereich. Dies ist wichtig für eine automatisierte Montage. Der Außendurchmesser eines solchen gerändelten Bereichs schwankt extrem und ist abhängig von dem bearbeiteten Durchmesser, der Teilung der Rändelung 4 und dem jeweiligen Werkstoff. Dies ist für eine gezielte Passung also ungeeignet. Da es sich beim Rändeln um einen Umformvorgang handelt, entsteht eine Unrundheit des gerändelten Durchmessers. Dies ist ebenfalls ungeeignet für einen Fügevorgang. Durch das spanende Bearbeiten der Erhebungen 5 der Rändelung 4 werden, wie beschrieben, diese Unrundheiten beseitigt und ein vorgegebener Durchmesser ausgebildet. Die Oberseiten der Erhebungen 5 bilden bei diesen in den Figuren dargestellten Rändelungen 4 dann, wie beschrieben, Teilstücke einer Zylindermantelfläche.
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Durch das Fügen der vorzugsweise als Rändelhülsen R ausgebildeten ersten Bauteile B1 mit dem zweiten Bauteil B2 und vorzugsweise einem weiteren Bauteil B3 jeweils mittels Übermaßpassung entsteht nicht nur ein Kraftschluss, sondern zusätzlich auch ein Formschluss zwischen den zu verbindenden Teilen bezogen auf die Beanspruchungsrichtung. Das ist aus konstruktiv-mechanischer Sicht sehr wichtig. Die zu verbindenden Teile sind quasi miteinander verdübelt. Da die im bzw. am Verbrennungsmotor verbauten Kraftstoffverteilleitungen, auch als Rails bezeichnet, durch Wärmespannungen in ihren Lötverbindungen auf Scherung beansprucht werden, ist dieser Formschluss aus mechanischer Sicht sehr erwünscht.
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Durch die verlöteten Rändelhülsen R, d. h. die ersten Bauteile B1, wird auch eine Kerbwirkung der Bohrungen in den als Kraftstoffverteilleitungen oder Railrohre ausgebildeten zweiten Bauteilen B2 stark herabgesetzt, so dass eine Schwachstelle beseitigt ist. Dadurch wird es ermöglicht, solche Kraftstoffverteilleitungen sehr dünnwandig auszubilden und auf diese Weise eine Gewichtsreduzierung zu erreichen. Die Kraftstoffverteilleitung, d. h. das Railrohr, unterliegt im Fahrzeug einer Pulserbeanspuchung von beispielsweise ca. 260 bar durch eine Benzinhochdruckeinspritzung. Daher ist die beschriebene Herabsetzung der Kerbwirkung besonders wichtig zur Erzielung einer vorgegebenen Zeit- oder Dauerfestigkeit.
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Ein weiterer Aspekt ist die Herstellung einer gasdichten Lötverbindung durch eine Kombination von Dünnspaltlöten und Löten in der Pressfuge. In bisherigen Verfahren sind die Arbeitsschritte „Heften durch Laserschweißen” und Pastieren die Prozesschritte mit dem höchsten Aufwand. Die Laserheftanlagen verursachen bei ihrer Beschaffung hohe Investitionssummen, aufgrund ihrer Arbeitsweise werden sie in großer Anzahl benötigt. Dies kann durch das beschriebene Verfahren vermieden werden, da diese beiden Arbeitsschritte „Heften durch Laserschweißen” und Pastieren entfallen. An Stelle des Heftens tritt nun die jeweilige Verbindung mittels Übermaßpassung, d. h. der jeweilige Längspresssitz. An Stelle des Pastierens tritt nun die Verwendung von Lotringen 8, welche, wie oben beschrieben, vor dem Übermaßpassungsverbinden an der entsprechenden Stelle angeordnet werden, an welcher danach der Lotwerkstoff zum Verlöten geschmolzen werden soll, so dass er sich in den Vertiefungen der jeweiligen Rändelung verteilt.
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Das Verfahren ermöglicht eine Einsparung von Investitionen für neue Motorenbaureihen, eine Senkung der Herstellkosten und eine Senkung von Qualitätskosten durch eine Vermeidung von Ausschuss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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