DE102014204778A1 - Method for joining a steel part with a fiber-reinforced plastic part by means of a connecting element - Google Patents
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Abstract
Um ein Fügeverfahren zum Fügen von zwei Fügeteilen, wobei ein erstes Fügeteil Stahl aufweist und ein zweites Fügeteil einen faserverstärkten Kunststoff aufweist, derart weiter zu verbessern, dass beim Fügen der beiden Fügeteile das faserverstärkte Kunststoffmaterial des zweiten Fügeteils möglichst wenig zerstört wird und der Fügeprozess in geeigneter Weise in einem automatisierten Fertigungsverfahren eingesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, ein Verbindungselement mit mindestens zwei Ärmchen zu verwenden und dieses vor dem Verschweißen des Verbindungselements mit dem metallischen Fügeteil zu erwärmen.In order to further improve a joining method for joining two joining parts, wherein a first joining part comprises steel and a second joining part has a fiber-reinforced plastic, the fiber-reinforced plastic material of the second joining part is destroyed as little as possible during the joining of the two joining parts and the joining process becomes suitable It can be used in an automated manufacturing process, it is proposed to use a connecting element with at least two arms and to heat it before welding the connecting element with the metallic joining part.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines stahlaufweisenden Fügeteils mit einem faserverstärkten kunststoffaufweisenden Fügeteil mittels eines Verbindungselements.The invention relates to a method for joining a steel-containing joining part with a fiber-reinforced plastic-containing joining part by means of a connecting element.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug und ein Verbindungselement zum Fügen eines stahlaufweisenden Fügeteils mit einem faserverstärkten kunststoffaufweisenden Fügeteil. Furthermore, the invention relates to a body part for a motor vehicle and a connecting element for joining a steel-bearing joining part with a fiber-reinforced plastic-containing joining part.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen werden leichtere Konstruktionen im Karosseriebau immer wichtiger. Hierfür ermöglichen unterschiedlichste Materialpaarungen vielfältige Karosseriestrukturen, die ein Kraftfahrzeug trotz steigender Anforderungen an Fahrzeugsicherheit und Insassenkomfort leichter machen. Voraussetzung hierfür sind speziell angepasste Verbindungstechniken zur Verbindung der aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Karosserieteile. Beispielsweise ist bekannt, Karosserien in Mischbauweise aus Stahl, Aluminium, thermoplastischen Kunststoffen, Magnesium sowie Faserverbundwerkstoffen herzustellen. Als Faserverbundwerkstoffe finden Faser-Kunststoff-Verbund (FKV), beziehungsweise faserverstärkter Kunststoff, Anwendung. Beispielsweise ist diesbezüglich kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), beziehungsweise Carbon, zu nennen. In the development of motor vehicles lighter structures in the body shop are becoming increasingly important. For this purpose, a wide variety of material pairings allow a variety of body structures that make a motor vehicle lighter despite increasing demands for vehicle safety and occupant comfort. This requires specially adapted connection techniques for connecting the body parts made of different materials. For example, it is known to produce bodies in mixed construction of steel, aluminum, thermoplastics, magnesium and fiber composites. As fiber composites find fiber-plastic composite (FRP), or fiber reinforced plastic, application. For example, in this regard carbon fiber reinforced plastic (CFRP), or carbon, to call.
Karosserieteile aus Stahl werden üblicherweise mittels klassischer Schweißverfahren, beispielsweise Widerstandspunktschweißen und MIG-Schweißen, miteinander verbunden. Fügetechnologien zur Verbindung von unterschiedlichen Materialpaarungen, beispielsweise von stahlaufweisenden Teilen mit aluminiumaufweisenden Teilen basieren bekannter Weise auf mechanischen und thermischen Fügeverfahren. Beispielsweise ist bekannt, stahlaufweisende Teile mit aluminiumaufweisenden Teilen mittels Stanznieten, Nageln, Schrauben und Clinchen miteinander zu verbinden. Diese Verfahren setzen teilweise das Einbringen von vorherigen Bohrungen voraus. Des Weiteren ist bekannt, stahlaufweisende Teile mit aluminiumaufweisenden Teilen durch zusätzliche Verbindungselemente mittels Widerstandsschweißen miteinander zu verbinden. Auch hierfür ist das Einbringen von Bohrungen notwendig, um die Verbindungselemente in das aluminiumaufweisende Teil einzusetzen. Steel body panels are commonly joined together using standard welding techniques such as resistance spot welding and MIG welding. Joining technologies for the connection of different material pairings, for example of steel-containing parts with aluminum-containing parts are based on known mechanical and thermal joining methods. For example, it is known to connect steel-containing parts with aluminum-containing parts by means of punch rivets, nails, screws and clinching with each other. These procedures require, in part, the introduction of previous drilling. Furthermore, it is known to connect steel-containing parts with aluminum-containing parts by means of additional connecting elements by means of resistance welding. Again, the introduction of holes is necessary to use the fasteners in the aluminum-containing part.
Bei der Verwendung derartiger Verfahren zum Verbinden von stahlaufweisenden Fügeteilen mit faserverstärkten Kunststoff (FVK) aufweisenden Fügeteilen werden die Faserstrukturen des FVK aufweisenden Fügeteils zumindest bereichsweise durch das Einbringen von Bohrungen, Nieten oder Schrauben zerstört. Des Weiteren erschweren mehrstufige Fügeprozesse, beispielsweise durch das vorherige Einbringen von Bohrungen die Automatisierbarkeit des Fertigungsprozesses. When using such methods for joining steel-containing joining parts with FVK-containing joining parts, the fiber structures of the FVK-containing joining part are at least partially destroyed by the introduction of holes, rivets or screws. Furthermore, multi-stage joining processes, for example due to the previous introduction of holes, make the automation of the manufacturing process more difficult.
In der
In der
Die
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, VorteileDESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Fügen eines stahlaufweisenden Fügeteils mit einem faserverstärkten kunststoffaufweisenden Fügeteil derart weiter zu verbessern, dass die Faserstruktur nicht oder nur geringfügig zerstört wird und wobei die Automatisierbarkeit des Fertigungsprozesses weiter verbessert wird. The object of the present invention is to further improve a method for joining a steel-containing joining part with a fiber-reinforced plastic-containing joining part in such a way that the fiber structure is not or only slightly destroyed and the automation of the manufacturing process is further improved.
Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, wobei das Karosserieteil mindestens ein stahlaufweisendes Fügeteil und ein faserverstärktes kunststoffaufweisendes Fügeteil aufweist und beim Fügen der beiden Fügeteile das faserverstärkte Kunststofffügeteil nicht oder nur geringfügig zerstört würde. Furthermore, it is an object of the invention to propose a body part for a motor vehicle, wherein the body part has at least one steel-containing joining part and a fiber-reinforced plastic-containing joining part and the fiber-reinforced plastic joining part would not or only slightly destroyed when joining the two parts.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verbindungselement zum Verbinden von mindestens zwei Fügeteilen, wobei das erste Fügeteil Stahl aufweist und das zweite Fügeteil einen faserverstärkten Kunststoff aufweist, derart weiter zu verbessern, dass durch das Verbindungselement beim Verbinden der beiden Fügeteile das faserverstärkte kunststoffaufweisende Fügeteil nicht oder nur geringfügig zerstört wird. It is another object of the invention to provide a connecting element for joining at least two joining parts, wherein the first joining part comprises steel and the second joining part has a fiber-reinforced plastic to further improve such that the fiber-reinforced plastic-containing joining part by the connecting element when connecting the two joining parts only slightly destroyed.
Hierfür wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Fügeteilen mittels mindestens eines Verbindungselements vorgeschlagen. Ein erstes Fügeteil weist Stahl auf oder besteht aus Stahl. Ein zweites Fügeteil weist einen faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, auf. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf, wobei durch diese Verfahrensschritte keine zwingende Reihenfolge der Schritte vorgegeben wird:
- a) Anordnen der beiden Fügeteile aneinander. Dabei werden die beiden Fügeteile derart aneinander angeordnet, dass eine erste Seitenfläche des ersten Fügeteils zumindest bereichsweise in direktem Kontakt mit einer ersten Seitenfläche des zweiten Fügeteils steht oder dass die beiden Fügeteile über ein zwischen den beiden Fügeteilen angeordnetes Klebemittel miteinander verbunden sind;
- b) Aufsetzen des Verbindungselements auf eine zweite Seitenfläche des zweiten Fügeteils;
- c) Wärmen des Fügeelementes;
- d) Ausüben einer Kraft auf das Verbindungselement bis mindestens zwei Ärmchen des Verbindungselements das zweite Fügeteil durchdrungen haben und in Kontakt mit der ersten Seitenfläche des ersten Fügeteils stehen;
- e) Verschweißen des Verbindungselements mit dem ersten Fügeteil.
- a) arranging the two joining parts together. In this case, the two joining parts are arranged in such a way that a first side surface of the first joining part is at least partially in direct contact with a first side surface of the second joining part or that the two joining parts are connected to one another via an adhesive arranged between the two joining parts;
- b) placing the connecting element on a second side surface of the second joining part;
- c) heating the joining element;
- d) exerting a force on the connecting element until at least two arms of the connecting element have penetrated the second joining part and are in contact with the first side surface of the first joining part;
- e) welding the connecting element with the first joining part.
Durch das Fügen der beiden Fügeteile wird eine feste Verbindung zwischen den beiden Fügeteilen, beispielsweise eine Kraft- und/oder Formschlussverbindung hergestellt. Das erste Fügeteil weist Stahl auf oder besteht aus Stahl. Beispielsweise könnte das erste Fügeteil als Stahlblech ausgebildet sein. Das zweite Fügeteil weist einen faserverstärkten Kunststoff auf. Bevorzugter Weise besteht das zweite Fügeteil aus einem Faser-Kunststoff-Verbund (FKV). Unter einem faserverstärkten Kunststoff ist ein Werkstoff, bestehend aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix zu verstehen. Die Matrix umgibt die Fasern, welche durch Adhäsiv- oder Kohäsivkräfte an die Matrix gebunden sind. Hierdurch erhält der FKV ein richtungsabhängiges Elastizitätsverhalten. Bevorzugter Weise weist das erste Fügeteil einen kohlestofffaserverstärkten Kunststoff (CFK), beziehungsweise Carbon, auf. By joining the two joining parts, a firm connection between the two parts to be joined, for example, a force and / or positive connection is made. The first joining part has steel or is made of steel. For example, the first joining part could be formed as a steel sheet. The second joining part has a fiber-reinforced plastic. Preferably, the second joining part consists of a fiber-plastic composite (FKV). A fiber-reinforced plastic is understood as meaning a material consisting of reinforcing fibers and a plastic matrix. The matrix surrounds the fibers, which are bonded to the matrix by adhesive or cohesive forces. As a result, the FKV receives a direction-dependent elasticity behavior. The first joining part preferably has a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP), or carbon, on.
Die beiden Fügeteile können jede geeignete Form aufweisen. Bevorzugter Weise ist das erste Fügeteil und/oder das zweite Fügeteil zumindest bereichsweise als Flachmaterial, beispielsweise als Blech ausgebildet. Beispielsweise können die Fügeteile Teile einer Fahrzeugkarosserie, zum Beispiel ein Seitenteil oder ein Dach darstellen. The two joining parts can have any suitable shape. Preferably, the first joining part and / or the second joining part is at least partially formed as a flat material, for example as a sheet metal. For example, the joining parts may represent parts of a vehicle body, for example a side part or a roof.
Das Verbindungselement weist ein zum Schweißen geeignetes Material auf. Des Weiteren weist das Verbindungselement erfindungsgemäß mindestens zwei Ärmchen auf. Die beiden Ärmchen des Verbindungselements können von einem Kopf des Verbindungselements, beziehungsweise einer Seitenfläche des Kopfes des Verbindungselements, hervorstehen. Die Ärmchen sind im Wesentlichen länglich ausgebildet. Unter einer länglichen Ausbildung ist zu verstehen, dass die Ärmchen eine größere Länge als maximale Breite oder maximalen Durchmesser aufweisen. Die stirnseitigen Enden der Ärmchen sind zur Anbindung an den metallischen Werkstoff des ersten Fügeteils ausgebildet. Bevorzugter Weise sind die stirnseitigen Enden der Ärmchen als Anbindungsflächen ausgebildet. Aufgrund der länglichen Ausbildung der Ärmchen durchdringen die Ärmchen während des Ausübens einer Kraft auf das vorher erwärmte Verbindungselement den Faserwerkstoff des zweiten Fügeteils ohne diesen dabei wesentlich zu zerstören. Nachdem die Ärmchen des Verbindungselements das zweite Fügeteil durchdrungen haben, stehen diese mit ihren stirnseitigen Enden, beziehungsweise den Anbindungsflächen, in Kontakt mit dem metallischen Werkstoff des ersten Fügeteils, beziehungsweise der ersten Seitenfläche des ersten Fügeteils. Nach Verschweißen des Verbindungselements mit dem ersten Fügeteil entsteht eine Schweißverbindung im Bereich der Anbindungsfläche, beziehungsweise im Bereich der Kontaktstelle zwischen der Anbindungsfläche und der ersten Seitenfläche des ersten Fügeteils. The connecting element has a suitable material for welding. Furthermore, the connecting element according to the invention has at least two arms. The two arms of the connecting element may protrude from a head of the connecting element, or a side surface of the head of the connecting element. The arms are essentially elongated. Under an elongated training is to be understood that the arms have a greater length than maximum width or maximum diameter. The front ends of the arms are designed for connection to the metallic material of the first joining part. Preferably, the front ends of the arms are formed as attachment surfaces. Due to the elongated design of the arms penetrate the arms while exerting a force on the previously heated connecting element, the fiber material of the second joining without destroying it significantly. After the arms of the connecting element have penetrated the second joining part, they are in contact with the metallic material of the first joining part or the first side face of the first joining part with their front ends, or the connecting surfaces. After welding of the connecting element with the first joining part, a welded connection is formed in the region of the connecting surface, or in the region of the contact point between the connecting surface and the first side surface of the first joining part.
Zum Erwärmen des Verbindungselements in Schritt c) kann eine Wärmequelle vorgesehen sein. Des Weiteren kann das Verbindungselement in Schritt c) induktiv erwärmt werden. Das Verschweißen des Verbindungselements mit dem ersten Fügeteil in Schritt e) kann mittels eines geeigneten Schweißverfahrens, beispielsweise mittels Widerstandsschweißen durchgeführt werden. Des Weiteren kann das Verbindungselement mit dem ersten Fügeteil durch induktives Erwärmen verschweißt werden. For heating the connecting element in step c), a heat source may be provided. Furthermore, the connecting element can be heated inductively in step c). The welding of the connecting element to the first joining part in step e) can be carried out by means of a suitable welding method, for example by means of resistance welding. Furthermore, the connecting element can be welded to the first joining part by inductive heating.
Durch die spezielle Ausgestaltung des Verbindungselements, beziehungsweise der Ärmchen des Verbindungselements ist für das erfindungsgemäße Verfahren zum Fügen des ersten Fügeteils mit dem zweiten Fügeteil kein Vorbohren, insbesondere kein Vorbohren durch das den faserverstärkten kunststoffaufweisende zweite Fügeteil notwendig. Somit wird durch die spezielle Ausgestaltung des Verbindungselements, beziehungsweise der Ärmchen des Verbindungselements zum einen der Faserwerkstoff des zweiten Fügeteils nur geringfügig oder nicht zerstört. Des Weiteren ist der Fertigungsprozess einfacher und kostengünstiger zu automatisieren. Due to the special design of the connecting element, or the arms of the connecting element, no pre-drilling, in particular no pre-drilling by the fiber-reinforced plastic-containing second joining part, is necessary for the method according to the invention for joining the first joining part to the second joining part. Thus, due to the special design of the connecting element or the arms of the connecting element, the fiber material of the second joining part is only slightly or not destroyed on the one hand. Furthermore, the manufacturing process is easier and less expensive to automate.
Des Weiteren ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass in Schritt d) eine Kraft auf das Verbindungselement ausgeübt wird, derart, dass damit die Ärmchen des Verbindungselements das zweite Fügeteil leicht durchdringen können ohne dabei den Faserwerkstoff des zweiten Fügeteils weiter zu zerstören. Furthermore, it is preferably provided that in step d) a force is exerted on the connecting element, such that thus the Arms of the connecting element can easily penetrate the second joining part without further destroying the fiber material of the second joining part.
Die Reihenfolge der erfindungswesentlichen Verfahrensschritte kann zumindest teilweise variieren. Beispielsweise kann das Erwärmen des Erfindungselements in Schritt c) auch vor dem Aufsetzen des Verbindungselementes auf das zweite Fügeteil in Schritt b) durchgeführt werden. Bevorzugter Weise wird das Verbindungselement in Schritt c) vor und/oder während dem Ausüben der Kraft in Schritt d) erwärmt. The order of the process steps essential to the invention can vary at least partially. For example, the heating of the invention element in step c) can also be carried out before placing the connecting element on the second joining part in step b). Preferably, the connecting element is heated in step c) before and / or during the application of the force in step d).
Des Weiteren ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass das Verbindungselement in Schritt e) mittels Widerstandsschweißung mit dem ersten Fügeteil verschweißt wird. Hierfür wird zum Anlegen einer elektrischen Spannung, beziehungsweise Schweißspannung, eine erste Elektrode einer Schweißvorrichtung mit dem ersten Fügeteil verbunden und eine zweite Elektrode der Schweißvorrichtung mit dem Verbindungselement verbunden. Bevorzugter Weise wird die zweite Elektrode der Schweißvorrichtung am Kopf des Verbindungselements angelegt. Nach Anlegen der elektrischen Spannung fließt der Schweißstrom über den Kopf des Verbindungselements durch die Ärmchen des Verbindungselements und das erste Fügeteil. Somit entsteht zwischen der Anbindungsfläche der Ärmchen und der ersten Seitenfläche des ersten Fügeteils eine Schweißverbindung. Furthermore, it is preferably provided that the connecting element is welded in step e) by means of resistance welding with the first joining part. For this purpose, to apply an electrical voltage or welding voltage, a first electrode of a welding device is connected to the first joining part and a second electrode of the welding device is connected to the connecting element. Preferably, the second electrode of the welding device is applied to the head of the connecting element. After applying the electrical voltage, the welding current flows through the head of the connecting element through the arms of the connecting element and the first joining part. Thus, between the connection surface of the arms and the first side surface of the first joining part is formed a welded joint.
Des Weiteren wird das Verbindungselement in Schritt c) bevorzugter Weise vor dem Anlegen der Spannung zum Widerstandsschweißen erwärmt. Somit handelt es sich bei dem Erwärmen des Verbindungselements in Schritt c) um einen separaten Verfahrensschritt. Hierunter ist bevorzugter Weise nicht das Erwärmen durch den Schweißstrom beim Verschweißen des Verbindungselements mit dem ersten Fügeteil zu verstehen. Das Verbindungselement wird somit vor dem Beginn des Verschweißens auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Furthermore, in step c), the connecting element is preferably heated prior to the application of the voltage for resistance welding. Thus, the heating of the connecting element in step c) is a separate process step. This is preferably not to be understood as meaning heating by the welding current during welding of the connecting element to the first joining part. The connecting element is thus heated to a predetermined temperature prior to the beginning of the welding.
Des Weiteren ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Kraft in Schritt d) mittels einer Schweißvorrichtung auf das Verbindungselement ausgeübt wird. Beispielsweise kann die Kraft mittels einer Schweißzange auf das Verbindungselement ausgeübt werden. Somit ist bevorzugter Weise kein separates Andruckmittel, beziehungsweise keine separate Andruckvorrichtung, zum Ausüben der Kraft in Schritt d) auf das Verbindungselement notwendig. Die in Schritt e) zu verwendende Schweißvorrichtung, beispielsweise Schweißzange, kann somit auch als Andruckvorrichtung zum Ausüben der Kraft auf das Verbindungselement und zum Eindrücken des Verbindungselements, beziehungsweise der Ärmchen des Verbindungselements, in das zweite Fügeteil vorgesehen sein. Furthermore, it is preferably provided that the force in step d) is exerted on the connecting element by means of a welding device. For example, the force can be exerted on the connecting element by means of welding tongs. Thus, preferably, no separate pressure means, or no separate pressure device, for exerting the force in step d) on the connecting element necessary. The welding device to be used in step e), for example welding tongs, can thus also be provided as a pressure device for exerting the force on the connecting element and for pressing in the connecting element or the arms of the connecting element into the second joining part.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Karosserieteil zumindest zwei mittels mindestens eines Verbindungselements miteinander verbundene Fügeteile aufweist. Ein erstes Fügeteil weist dabei Stahl auf oder besteht aus Stahl. Ein zweites Fügeteil weist einen faserverstärkten Kunststoff auf. Erfindungsgemäß sind die beiden Fügeteile des Karosserieteils mittels eines vorbeschriebenen Verfahrens miteinander verbunden. According to the invention, a body part is further proposed for a motor vehicle, wherein the body part has at least two by means of at least one connecting element interconnected joining parts. A first joining part has steel or is made of steel. A second joining part has a fiber-reinforced plastic. According to the invention, the two joining parts of the body part are connected to one another by means of a method described above.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Verbindungselement zum Verbinden, beziehungsweise Fügen, von mindestens zwei Fügeteilen vorgesehen. Ein erstes Fügeteil weist Stahl auf, beziehungsweise besteht aus Stahl. Ein zweites Fügeteil weist einen faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, auf. Das Verbindungselement weist einen Kopf und mindestens zwei vom Kopf abstehenden Ärmchen auf. Furthermore, according to the invention, a connecting element for connecting, or joining, at least two joining parts is provided. A first joining part has steel, or consists of steel. A second adherend comprises a fiber reinforced plastic, such as a carbon fiber reinforced plastic. The connecting element has a head and at least two arms protruding from the head.
Bevorzugter Weise ist das Verbindungselement einstückig ausgebildet. Beispielsweise kann das Verbindungselement mittels eines Stanz-Umformprozesses aus einem Blechhalbzeug in einfacher Weise einstückig hergestellt werden. Preferably, the connecting element is integrally formed. For example, the connecting element can be produced in one piece from a semi-finished sheet metal in a simple manner by means of a stamping-forming process.
Der Kopf des Verbindungselementes bildet das Oberteil des Verbindungselements. Der Kopf ist bevorzugter Weise flach ausgebildet. Die vom Kopf abstehenden Ärmchen des Verbindungselements sind länglich ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ärmchen des Verbindungselements eine größere Länge als maximale Breite oder maximalen Durchmesser aufweisen. Bevorzugter Weise weisen beide Ärmchen im Wesentlichen eine identische Länge auf. Die Ärmchen des Verbindungselements stehen ferner bevorzugter Weise im Wesentlichen senkrecht von einer Seitenfläche des bevorzugter Weise flach ausgebildeten Kopfes des Verbindungselements ab. Somit erstrecken sich die Ärmchen des Verbindungselements bevorzugter Weise senkrecht gerichtet von einer Seitenfläche des Kopfes des Verbindungselements. Bevorzugter Weise ist der Übergang zwischen dem Kopf und dem jeweiligen Ärmchen des Verbindungselements beabstandet zur äußeren Kante des Kopfes des Verbindungselements angeordnet. The head of the connecting element forms the upper part of the connecting element. The head is preferably flat. The protruding from the head arms of the connecting element are elongated. By this is meant that the arms of the fastener have a greater length than maximum width or maximum diameter. Preferably, both arms essentially have an identical length. The arms of the connecting element are also preferably substantially perpendicular from a side surface of the preferably flat-shaped head of the connecting element. Thus, the arms of the connecting element preferably extend vertically directed from a side surface of the head of the connecting element. Preferably, the transition between the head and the respective arms of the connecting element is arranged at a distance from the outer edge of the head of the connecting element.
Des Weiteren ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Ärmchen an deren stirnseitigen Enden Anbindungsflächen zur Anbindung an das zweite Fügeteil aufweisen. Dabei entspricht die Anbindungsfläche eines Ärmchens bevorzugter Weise 20 % bis 100 %, besonders bevorzugter Weise 30 % bis 90 %, sowie ganz besonders bevorzugter Weise 40 % bis 80 %, der Querschnittsfläche des Ärmchens im breitesten Bereich. Ferner ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Anbindungsfläche flach ausgebildet ist und die Ärmchen somit im Bereich deren stirnseitigen Enden keine Spitze und keine Schneidekante aufweisen.Furthermore, it is preferably provided that the arms at their front ends have attachment surfaces for connection to the second joining part. The attachment area of a sleeve preferably corresponds to 20% to 100%, more preferably 30% to 90%, and most preferably 40% to 80%, of the cross-sectional area of the sleeve in the widest range. Furthermore, it is preferably provided that the connection surface is formed flat and the arms thus in the region of the front side Ends have no tip and no cutting edge.
Bevorzugter Weise weist das Verbindungselement mindestens drei Ärmchen auf. Durch das Vorsehen von mehr als zwei Ärmchen, beispielsweise von drei Ärmchen, kann ein Kippen des Verbindungselements nach dem Aufsetzen des Verbindungselements auf das zweite Fügeteil vor Ausüben einer Kraft auf das Verbindungselement vermieden werden. Das bevorzugte Verbindungselement mit mehr als zwei Ärmchen bietet somit eine bessere Standfestigkeit, beziehungsweise sicherere Auflage auf der Oberfläche des zweiten Fügeteils. Preferably, the connecting element has at least three arms. By providing more than two arms, for example, three arms, tilting of the connecting element after placing the connecting element on the second joining part before exerting a force on the connecting element can be avoided. The preferred connecting element with more than two arms thus provides better stability, or safer support on the surface of the second joining part.
Kurze Beschreibungen der Zeichnungen Short descriptions of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch: The invention is explained below by way of example with reference to preferred embodiments. They show schematically:
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Zur Verbindung der beiden Fügeteile
In den
Wie in
Nach Anordnen der beiden Fügeteile
In
Durch die spezielle, insbesondere längliche Ausgestaltung der Ärmchen
Nach Eindrücken des Verbindungselements
Sowohl zum Eindrücken des Verbindungselements
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Karosserieteil body part
- 1010
- erstes Fügeteil first joining part
- 1111
- zweites Fügeteil second joining part
- 1212
- Verbindungselement connecting element
- 1313
- Kopf des Verbindungselements Head of the connecting element
- 13a, 13b, 13c13a, 13b, 13c
- Ärmchen des Verbindungselements Arm of the connector
- 1414
- erste Seitenfläche des ersten Fügeteils first side surface of the first joining part
- 1515
- zweite Seitenfläche des ersten Fügeteils second side surface of the first joining part
- 1616
- erste Seitenfläche des zweiten Fügeteils first side surface of the second joining part
- 1717
- zweite Seitenfläche des zweiten Fügeteils second side surface of the second joining part
- 1818
- Klebemittel adhesive
- 1919
- Kraft force
- 2020
- Schweißvorrichtung welder
- 2121
- erste Elektrode first electrode
- 2222
- zweite Elektrode second electrode
- 2323
- Anbindungsfläche bonding surface
- 2424
- Wärmequelle heat source
- 2525
- Spannungsquelle voltage source
- 2626
- Breite der Ärmchen Width of the arms
- 2727
- Länge der Ärmchen Length of the arms
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10060390 A1 [0006] DE 10060390 A1 [0006]
- DE 4237361 A1 [0007] DE 4237361 A1 [0007]
- DE 102004025492 A1 [0008] DE 102004025492 A1 [0008]
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DE (1) | DE102014204778A1 (en) |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016014790A1 (en) * | 2016-12-10 | 2018-06-14 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Joining element and method for resistance welding |
GB2558270A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-11 | Airbus Group Ltd | Joining method and apparatus |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160033879A (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-29 | 주식회사 성우하이텍 | Self piercing projection welding rivet, joint structure and joint method using the same |
JP6915555B2 (en) * | 2018-01-23 | 2021-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | Joining structure of parts |
DE102019106160A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | CONNECTING METHOD FOR AT LEAST TWO COMPONENTS, A JOINING CONNECTION ACHIEVED THEREOF AND A JOINING DEVICE FOR THE MENTIONED CONNECTING METHOD |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4237361A1 (en) | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Daimler Benz Ag | Auxiliary resistance welding component of steel - for punching into aluminium sheet to be welded to steel part |
JPH07214338A (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-15 | Nippon Steel Corp | Joining method of ferrous metal material and aluminum metal material |
DE10060390A1 (en) | 2000-12-05 | 2002-06-06 | Volkswagen Ag | Riveting method used for joining two materials comprises heating the rivet and the two joining partners |
DE102004025492A1 (en) | 2004-05-21 | 2009-08-06 | Volkswagen Ag | Method for joining surface materials by using a joining element such as bolts or nuts, comprises welding the joining element with the surface material under mechanical load by resistance heating or inductive heating |
DE102008031121A1 (en) * | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Daimler Ag | Schweißnietverbindung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011009700A1 (en) * | 2011-01-28 | 2011-11-03 | Daimler Ag | Method for joining two workpieces by a rivet/head bolt, comprises punching the rivet/head bolt by a punch electrode on the first work piece, and applying a voltage on the rivet/head bolt and the second workpiece |
DE102011117962A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg | Tool and method for joining material layers |
DE102012004499B4 (en) * | 2012-02-28 | 2017-04-13 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Method for fixing and / or bonding a component made of plastic such as thermoplastic polymer to a metal component when joining the components |
ES2623228T3 (en) * | 2012-08-16 | 2017-07-10 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Method for the production of a joint between a metal structure and a composite plastic structure |
-
2014
- 2014-03-14 DE DE102014204778.1A patent/DE102014204778A1/en active Pending
-
2015
- 2015-02-11 WO PCT/EP2015/052814 patent/WO2015135712A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4237361A1 (en) | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Daimler Benz Ag | Auxiliary resistance welding component of steel - for punching into aluminium sheet to be welded to steel part |
JPH07214338A (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-15 | Nippon Steel Corp | Joining method of ferrous metal material and aluminum metal material |
DE10060390A1 (en) | 2000-12-05 | 2002-06-06 | Volkswagen Ag | Riveting method used for joining two materials comprises heating the rivet and the two joining partners |
DE102004025492A1 (en) | 2004-05-21 | 2009-08-06 | Volkswagen Ag | Method for joining surface materials by using a joining element such as bolts or nuts, comprises welding the joining element with the surface material under mechanical load by resistance heating or inductive heating |
DE102008031121A1 (en) * | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Daimler Ag | Schweißnietverbindung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016014790A1 (en) * | 2016-12-10 | 2018-06-14 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Joining element and method for resistance welding |
GB2558270A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-11 | Airbus Group Ltd | Joining method and apparatus |
US10744721B2 (en) | 2016-12-23 | 2020-08-18 | Airbus Operations Limited | Joining method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015135712A1 (en) | 2015-09-17 |
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