DE102015009144A1

DE102015009144A1 - Construction element and method for its production

Info

Publication number: DE102015009144A1
Application number: DE102015009144.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Elsner; Bernd Schietinger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: ELSNER, CHRISTIAN, DIPL.-ING., DE; Schietinger Bernd Dr-Ing De
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement mit reibungserhöhender Oberflächenstruktur. Um ein kostengünstiges Element verwenden zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Konstruktionselement Bohrungen, insbesondere mehr als fünf Bohrungen und ganz insbesondere mehr als zwanzig Bohrungen, aufweist, welche auf einer Seitenfläche oder insbesondere auf beiden Seitenflächen Materialaufwürfe aufweisen, wobei diese Materialaufwürfe (46) zumindest im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement (40) bestehen. Weiterhin wird eine Fügeverbindung unter Verwendung des Konstruktionselements vorgeschlagen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a construction element with a friction-increasing surface structure. In order to be able to use a cost-effective element, it is proposed according to the invention that the construction element has bores, in particular more than five bores and in particular more than twenty bores, which have material drops on one side surface or, in particular, on both side surfaces, these material drops (46). at least substantially consist of the same material as the construction element (40). Furthermore, a joint connection using the construction element is proposed as well as a method for its production.

Description

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement mit reibungserhöhender Oberfläche, dessen Verwendung in einer Fügeverbindung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a construction element with friction-increasing surface, its use in a joint connection and a method for its production.

Pressverbindungen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Heutige Anforderungen führen dazu, dass auf immer kleinerem Bauraum möglichst hohe Kräfte beziehungsweise Momente übertragen werden müssen. Zu Optimierung der Pressverbindung wird beispielsweise die Kontaktfläche mindestens eines Fügepartners mit einer reibungserhöhenden Struktur versehen. So offenbart die DE 10 2005 062 522 A1 ein Verfahren zu kraftschlüssigen Verbindung der Stirnflächen zweier Maschinenbauteile zur Übertragung hoher Drehmomente oder Querkräfte durch Aufbringung von Erhebungen auf einer der zu verbindenden Flächen.Press connections are known per se from the prior art. Today's requirements mean that the highest possible forces or moments must be transmitted to ever smaller space. To optimize the press connection, for example, the contact surface of at least one joining partner is provided with a friction-increasing structure. So revealed the DE 10 2005 062 522 A1 a method for non-positive connection of the end faces of two machine components for transmitting high torques or shear forces by applying elevations on one of the surfaces to be joined.

Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, zwischen die zu fügenden Partner ein Zwischenelement mit speziellen Eigenschaften zu bringen. In der EP 0 961 038 B1 ist ein solches Zwischenelement beschrieben. Hierbei handelt es sich um einen Werkstoffverbund, der aus einer dünnen federelastischen Folie besteht, auf deren Oberfläche Hartstoffpartikel anderer chemischer Zusammensetzung als die der Folie aufgebracht sind.From the prior art is also known to bring between the partners to be joined an intermediate element with special properties. In the EP 0 961 038 B1 such an intermediate element is described. This is a composite material, which consists of a thin elastic film, on the surface of hard particles of different chemical composition than those of the film are applied.

Nachteilig bei der Verwendung von Konstruktionselementen mit hartstoffpartikelbelegter Oberfläche sind die relativ hohen Kosten zur Herstellung solcher Bauteile. Solche Konstruktionselemente bestehen aus einem Werkstoffverbund. Zu dessen Erzeugung müssen ein metallisches Trägermaterial sowie feine Hartstoffpartikel bereitgestellt werden. Anschließend müssen Trägermaterial und Hartstoffpartikel in einem aufwändigen Prozess, beispielsweise einer Art Beschichtungsprozess, miteinander verbunden werden, so dass diese Partikel festhaftend sind.A disadvantage of the use of construction elements with hard material particle surface are the relatively high cost of producing such components. Such construction elements consist of a composite material. For its production, a metallic carrier material and fine hard material particles must be provided. Subsequently, carrier material and hard material particles must be joined together in a complex process, for example a type of coating process, so that these particles are firmly adhering.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Vergleich zum bekannten Stand der Technik kostengünstiges Konstruktionselement zur reibungserhöhenden Verbindung von zu fügenden Werkstücken bereitzustellen. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fügeverbindung unter Zuhilfenahme dieses Konstruktionselements bereitzustellen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Konstruktionselements aufzuzeigen.Object of the present invention is to provide a cost-effective compared to the prior art construction element for friction-increasing connection of workpieces to be joined. It is also an object of the present invention to provide a joint connection with the aid of this structural element and to show a method for producing such a structural element.

Diese Aufgabe wird durch ein Konstruktionselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 2 sowie eine Fügeverbindung unter Zuhilfenahme des Konstruktionselements nach Anspruch 7 sowie ein Verfahren zu Herstellung eines solchen Konstruktionselements nach Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a construction element having the features of claim 1 or claim 2 and a joint connection with the aid of the construction element according to claim 7 and a method for producing such a construction element according to claim 9.

Um ein Konstruktionselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders kostengünstige Realisierung einer hochbelasteten Fügeverbindung möglich ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Konstruktionselement Bohrungen, insbesondere eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, welche auf einer Seitenfläche oder insbesondere auf beiden Seitenflächen des Konstruktionselements Materialaufwürfe aufweist, welche zumindest im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement bestehen. Mit dem Begriff Materialaufwurf sind auch Grate, Materialanschmelzungen, Materialaufschmelzungen oder ähnliche Strukturen gemeint.In order to develop a design element specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly cost-effective implementation of a highly loaded joint connection is possible, it is provided according to the invention that the construction element bores, in particular a plurality of holes, which on a side surface or in particular on both Side surfaces of the structural element material has material that consists at least substantially of the same material as the structural element. By the term material Aufauf are also ridges, Materialanschmelzungen, material melts or similar structures meant.

Um ein Konstruktionselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 2 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders kostengünstige Realisierung einer hochbelasteten Fügeverbindung möglich ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Konstruktionselement alternativ oder zusätzlich zu Bohrungen Oberflächenstrukturen auf einer Seitenfläche oder insbesondere auf beiden Seitenflächen aufweist. Diese Oberflächenstrukturen bestehen dabei zumindest im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement.In order to develop a design element specified in the preamble of claim 2 type such that a particularly cost-effective realization of a highly loaded joint connection is possible, it is provided according to the invention that a construction element alternatively or in addition to drilling surface structures on a side surface or in particular on both side surfaces. These surface structures consist at least substantially of the same material as the construction element.

Dieses Konstruktionselement ist somit auf einer Seitenfläche oder vorteilhafter Weise auf beiden Seitenflächen mit reibungserhöhenden Materialaufwürfen und/oder reibungserhöhenden Oberflächenstrukturen versehen. Da diese reibungserhöhenden Strukturen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement selbst bestehen, also kein Werkstoffverbund bestehend aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden muss, ist dieses Konstruktionselement relativ günstig in der Herstellung.This construction element is thus provided on a side surface or advantageously on both side surfaces with friction-increasing Materialaufwürfen and / or friction-increasing surface structures. Since these friction-increasing structures consist of the same material as the construction element itself, that is, no material composite consisting of different materials has to be produced, this construction element is relatively inexpensive to manufacture.

Die Bohrungen werden so in das Konstruktionselement eingebracht, dass an Bereichen um die Bohrungseintritte Materialaufwürfe erzeugt werden. Vorteilhafterweise durchdringen die Bohrungen die gesamte Wandstärke des Konstruktionselements. In diesem Fall werden Materialaufwürfe an den Bereichen um die Bohrungseintritte und/oder den Bereichen um die Bohrungsaustritte erzeugt.The bores are introduced into the structural element in such a way that material spills are generated at areas around the borehole inlets. Advantageously, the holes penetrate the entire wall thickness of the structural element. In this case, material spills are created at the areas around the well inlets and / or the areas around the well outlets.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Einbringung diese Bohrungen mit Hilfe eines Strahlverfahrens erfolgt. Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls, da auf Grund der hohen Prozessgeschwindigkeit die Bohrung in kurzer Zeit und daher besonders kostengünstig dargestellt werden können.In particular, it is advantageous that the introduction of these bores takes place with the aid of a blasting method. Particularly preferred is the use of a laser beam or an electron beam, as due to the high process speed, the hole can be displayed in a short time and therefore particularly cost.

Alternativ oder zusätzlich ist es grundsätzlich möglich, diese Bohrungen auch mechanisch einzubringen.Alternatively or additionally, it is basically possible to introduce these holes mechanically.

Die Erzeugung von Oberflächenstrukturen auf einer Seitenfläche oder auf beiden Seitenflächen erfolgt bevorzugt mit Hilfe eines Energiestrahls, insbesondere eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls. Die hohe Prozessgeschwindigkeit zur Ausbildung dieser Strukturen erlaubt eine kostengünstige Herstellung solcher Konstruktionselemente. Ganz besonders vorteilhaft ist, dass die resultierende Geometrie und insbesondere die Härte dieser erzeugten Oberflächenstrukturen nicht an die Grundmaterialien der zu fügenden Partner gebunden sind sondern vom gewählten Material des Konstruktionselements abhängen. The generation of surface structures on a side surface or on both side surfaces preferably takes place with the aid of an energy beam, in particular a laser beam or an electron beam. The high process speed for forming these structures allows cost-effective production of such construction elements. It is particularly advantageous that the resulting geometry and in particular the hardness of these generated surface structures are not bound to the base materials of the partners to be joined but depend on the selected material of the construction element.

Alternativ oder zusätzlich ist es grundsätzlich möglich, Oberflächenstrukturen auch mechanisch einzubringen.Alternatively or additionally, it is basically possible to introduce surface structures mechanically.

Um eine besonders stabile Fügeverbindung der in Patentanspruch 7 angegebenen Art darzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das erfindungsgemäße Konstruktionselement zwischen die mindestens zwei Fügepartner zu platzieren. Das Konstruktionselement muss nicht zwangsläufig die Größe der Kontaktfläche der mindestens zwei Fügepartner aufweisen, sondern kann auch kleiner oder größer sein.In order to represent a particularly stable joint connection of the type specified in claim 7, it is inventively provided to place the construction element according to the invention between the at least two joining partners. The construction element does not necessarily have the size of the contact surface of the at least two joining partners, but may also be smaller or larger.

Besonders vorteilhaft ist es, die Fügeverbindung in Form eines Stirnpressverbandes auszuführen. Ferner ist es möglich, mit Hilfe dieses Konstruktionselements relativ einfach einen stabilen Querpressverband herzustellen.It is particularly advantageous to carry out the joining connection in the form of a face press dressing. Furthermore, it is possible to relatively easily produce a stable transverse compression bandage with the aid of this construction element.

Zur Herstellung eines Konstruktionselements nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und/oder nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs 2 angegebenen Art ist es gemäß Anspruch 9 in bevorzugter Weise vorgesehen, mindestens eine Strahlquelle, insbesondere mindestens eine Laserstrahlquelle und/oder mindestens eine Elektronenstrahlquelle zu verwenden. Die Strahlbearbeitung kann dabei die Schritte Herstellung der Bohrungen und/oder die Ausbildung der Oberflächenstrukturierung einer Seitenfläche oder beider Seitenflächen und/oder die zumindest abschnittsweise Erzeugung der Außenkontur des Konstruktionselements und/oder die zumindest abschnittsweise Erzeugung der Innenkontur des Konstruktionselements umfassen.For the production of a construction element according to the type specified in the preamble of claim 1 and / or according to the preamble of claim 2, it is provided according to claim 9 in a preferred manner to use at least one beam source, in particular at least one laser beam source and / or at least one electron beam source. The beam processing can include the steps of producing the holes and / or the formation of the surface structuring of a side surface or both side surfaces and / or the at least partially generating the outer contour of the construction element and / or the at least partially generating the inner contour of the construction element.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 Eine schematische Darstellung zweier Fügepartner vor dem Fügeprozess mit zwischen den Fügepartnern positioniertem Konstruktionselement, 1 A schematic representation of two joining partners before the joining process with the construction element positioned between the joining partners,

2 eine schematische Darstellung einer Fügeverbindung mit zwei Fügepartnern und mit zwischen den Fügepartnern positioniertem Konstruktionselement nach dem Fügeprozess, 2 a schematic representation of a joint connection with two joining partners and with positioned between the joining partners construction element after the joining process,

3 eine schematische Darstellung des Konstruktionselements mit Blick auf eine Seitenfläche, 3 a schematic representation of the construction element with a view of a side surface,

4 eine alternative schematische Darstellung des Konstruktionselements mit Blick auf eine Seitenfläche, 4 an alternative schematic representation of the construction element with a view of a side surface,

5 eine alternative schematische Darstellung des Konstruktionselements mit Blick auf eine Seitenfläche, 5 an alternative schematic representation of the construction element with a view of a side surface,

6 eine alternative schematische Darstellung des Konstruktionselements mit Blick auf eine Seitenfläche, 6 an alternative schematic representation of the construction element with a view of a side surface,

7 eine schematische Darstellung eines Konstruktionselementes sowohl mit Blick auf eine Seitenfläche als auch senkrecht dazu mit angedeuteten Oberflächenstrukturen auf einer Seitenfläche, 7 a schematic representation of a construction element both with a view of a side surface and perpendicular to it with indicated surface structures on a side surface,

8 eine schematische Darstellung eines alternativen Konstruktionselementes sowohl mit Blick auf eine Seitenfläche als auch senkrecht dazu mit angedeuteten Oberflächenstrukturen auf beiden Seitenflächen, 8th a schematic representation of an alternative construction element both with a view of a side surface and perpendicular to it with indicated surface structures on both side surfaces,

9 eine schematische Darstellung eines alternativen Konstruktionselementes sowohl mit Blick auf eine Seitenfläche als auch senkrecht dazu mit angedeuteten Bohrungen und Materialaufwürfen auf einer Seitenfläche, 9 a schematic representation of an alternative construction element both with a view of a side surface as well as perpendicular to it with indicated holes and Materialaufwürfen on a side surface,

10 eine schematische Darstellung eines alternativen Konstruktionselementes sowohl mit Blick auf eine Seitenfläche als auch senkrecht dazu mit angedeuteten Bohrungen und Materialaufwürfen auf beiden Seitenflächen sowie 10 a schematic representation of an alternative construction element both with a view of a side surface as well as perpendicular to it with indicated holes and Materialaufwürfen on both side surfaces and

11 eine schematische Darstellung eines alternativen Konstruktionselementes sowohl mit Blick auf eine Seitenfläche als auch senkrecht dazu mit angedeuteten Oberflächenstrukturen sowie Bohrungen und Materialaufwürfen. 11 a schematic representation of an alternative construction element both with a view of a side surface as well as perpendicular to it with indicated surface structures and holes and Materialaufwürfen.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht zwei Fügepartner 20, 30 mit einem dazwischen positionierten Konstruktionselement 40. Die zu realisierende Fügeverbindung 10 ist in 1 noch nicht hergestellt. In 2 ist eine Fügeverbindung 10 schematisch dargestellt. Dabei entsprechen die 1 und 2 exemplarisch einem Stirnpressverband. Gleichermaßen sind erfindungsgemäß auch andere Anordnungen, beispielsweise ein Querpressverband, denkbar. 1 shows a schematic side view of two joining partners 20 . 30 with a structural element positioned therebetween 40 , The joint to be realized 10 is in 1 not yet made. In 2 is a joint connection 10 shown schematically. The correspond 1 and 2 exemplarily a forehead press dressing. Similarly, according to the invention, other arrangements, such as a transverse compression bandage conceivable.

In 1 weisen die Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 sowie das Konstruktionselement 40 im Wesentlichen die gleiche Größe auf. Das Konstruktionselement 40 liegt beispielsweise in Form einer Scheibe, einer Platte oder einer Folie vor. Das Konstruktionselement 40 kann, wie in 1 schematisch dargestellt, eine im Wesentlichen über das ganze Bauteil konstante Dicke d aufweisen, oder aber auch eine ungleichmäßige Dicke d aufweisen. Das Konstruktionselement 40 weist eine Dicke von bis zu 10 mm auf, insbesondere ist die Dicke d kleiner als 1 mm und ganz insbesondere kleiner als 0,3 mm. Mit anderen Worten kann auch eine Folie, beispielsweise eine metallische Folie verwendet werden. Die zu 1 getroffenen Aussagen bezüglich der Dicke d und der Form und Außenkontur des Konstruktionselements 40 gelten sinngemäß auch für die nachfolgenden Figuren. In 1 sind ferner die Seitenflächen 41 und 41' des Konstruktionselements dargestellt.In 1 have the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 as well as the construction element 40 essentially the same size up. The construction element 40 is for example in the form of a disk, a plate or a film. The construction element 40 can, as in 1 shown schematically, have a constant thickness d over the entire component substantially, or else have a non-uniform thickness d. The construction element 40 has a thickness of up to 10 mm, in particular, the thickness d is less than 1 mm and most preferably less than 0.3 mm. In other words, it is also possible to use a foil, for example a metallic foil. The too 1 taken statements regarding the thickness d and the shape and outer contour of the structural element 40 apply mutatis mutandis to the following figures. In 1 are also the side surfaces 41 and 41 ' represented the construction element.

In den schematischen Darstellungen in den 1 und 2 weist das Konstruktionselement 40 im Wesentlichen die gleiche Größe wie die Fügepartner 20, 30 auf. Alternativ ist vorstellbar, dass das Konstruktionselement 40 eine kleinere oder größere Abmessung als die Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 aufweist.In the schematic representations in the 1 and 2 has the construction element 40 essentially the same size as the joining partners 20 . 30 on. Alternatively, it is conceivable that the construction element 40 a smaller or larger dimension than the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 having.

Ebenso ist vorstellbar, dass die Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 ungleich groß sind. In diesem Fall kann das Konstruktionselement 40 die gleiche Größe haben wie eine Kontaktfläche 21, 31 eines Fügepartners 20, 30. Genauso ist vorstellbar, dass die Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 und das Konstruktionselement 40 unterschiedlich groß sind.It is also conceivable that the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 are unequal size. In this case, the construction element 40 the same size as a contact surface 21 . 31 a joining partner 20 . 30 , It is also conceivable that the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 and the construction element 40 are different in size.

Die 3 bis 6 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Konstruktionselements 40 mit Blick auf eine Seitenfläche 41, 41'. In diesen 3 bis 6 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die reibungserhöhenden Oberflächenstrukturen 42 und Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 auf der mindestens einen Seitenfläche 41, 41' nicht dargestellt.The 3 to 6 each show a schematic representation of the construction element 40 overlooking a side surface 41 . 41 ' , In these 3 to 6 For reasons of clarity, they are the friction-increasing surface structures 42 and drilling 44 with material drops 46 on the at least one side surface 41 . 41 ' not shown.

Die Außenkontur 51 der Seitenflächen 41, 41' des Konstruktionselements 40 kann beispielsweise im Wesentlichen kreisförmig sein, wie in den 3 bis 5 schematisch aufgezeigt. Wenngleich nicht dargestellt, ist genauso vorstellbar, dass die Außenkontur 51 oval oder mehreckig ist. Ferner kann auch vorteilhaft sein, die Außenkontur 51 des Konstruktionselements 40 an zumindest eine Kontur der Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 anzupassen.The outer contour 51 the side surfaces 41 . 41 ' of the construction element 40 For example, it may be substantially circular, as in FIGS 3 to 5 shown schematically. Although not shown, it is equally conceivable that the outer contour 51 oval or polygonal. Furthermore, it can also be advantageous to use the outer contour 51 of the construction element 40 to at least one contour of the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 adapt.

Ferner ist vorgesehen, dass das Konstruktionselement 40, wie in 4 dargestellt, eine Durchgangsbohrung 53, beispielsweise als Mittenbohrung, aufweisen kann.It is further provided that the construction element 40 , as in 4 shown, a through hole 53 , For example, as a center hole, may have.

Alternativ kann das Konstruktionselement 40, wie in 5 gezeigt, mehrere Durchgangsbohrungen 53 aufweisen. Durchgangsbohrungen können beispielsweise dann benötigt werden, wenn eine oder mehrere Schrauben zur Herstellung der Fügeverbindung 10 verwendet werden.Alternatively, the construction element 40 , as in 5 shown several through holes 53 exhibit. Through-holes can be required, for example, if one or more screws for producing the joint connection 10 be used.

Ferner kann das Konstruktionselement 40 auch mindestens einen Schlitz 54 und/oder mindestens eine Ausnehmung 55 aufweisen, wie 6 zeigt.Furthermore, the construction element 40 also at least one slot 54 and / or at least one recess 55 show how 6 shows.

In 2 ist exemplarisch eine Fügeverbindung 10 in Form eines Stirnpressverbandes dargestellt, welche die mindestens zwei Fügepartner 20, 30 sowie das dazwischen angeordnete Konstruktionselement 40 zeigt. Wird im Falle eines Stirnpressverbandes eine Schraube zur Fixierung der Fügepartner 20, 30 verwendet, kann diese Schraube beispielsweise durch eine Durchgangsbohrung 53 des Konstruktionselements 40 gesteckt werden.In 2 is an example of a joint connection 10 represented in the form of a forehead press dressing, which the at least two joining partners 20 . 30 as well as the intermediate construction element 40 shows. Is in the case of a Stirnpressverbandes a screw for fixing the joining partners 20 . 30 used, this screw can, for example, through a through hole 53 of the construction element 40 be plugged.

Wenngleich graphisch nicht dargestellt, kann die Fügeverbindung 10 auch in Form eines Querpressverbandes ausgeführt sein. Dazu kann beispielsweise ein Fügepartner 20, 30 direkt vor dem Fügeprozess abgekühlt und/oder der andere Fügepartner 20, 30 erwärmt werden. Nach dem Einbringen des Konstruktionselements 40 zwischen die beiden Fügepartner 20, 30 und dem nachfolgenden Temperaturausgleich ist die Fügeverbindung 10 hergestellt. In diesem Falle ist es besonders vorteilhaft, wenn das Konstruktionselement 40 besonders dünn und/oder biegsam ist, also in Form einer Art Folie vorliegt. Zur Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung durch einer Querpressverband kann somit das Fügeelement 40 zum Zwecke der Ausbildung der Fügeverbindung 10 beispielweise um die Welle positioniert beziehungsweise gewickelt werden. Dabei kann die Welle teilweise oder vollständig umschlossen werden. Alternativ kann das Konstruktionselement 40 vor dem Fügeprozess an die Innenwandung der Nabe angelegt werden und damit im späteren Verband zwischen Welle und Nabe zu liegen kommen.Although not shown graphically, the joint connection 10 also be executed in the form of a transverse compression bandage. For example, a joining partner can do this 20 . 30 cooled directly before the joining process and / or the other joining partner 20 . 30 to be heated. After the introduction of the construction element 40 between the two joining partners 20 . 30 and the subsequent temperature compensation is the joint connection 10 produced. In this case, it is particularly advantageous if the construction element 40 is particularly thin and / or flexible, that is in the form of a kind of film. To produce a shaft-hub connection by a transverse compression bandage can thus the joining element 40 for the purpose of forming the joint connection 10 For example, be positioned or wound around the shaft. The shaft can be partially or completely enclosed. Alternatively, the construction element 40 be applied before the joining process to the inner wall of the hub and thus come to lie in the later association between the shaft and hub.

7 offenbart ein Konstruktionselement 40 mit angedeuteten Oberflächenstrukturen 42 auf einer Seitenfläche 41. Das linke Teilbild von 7 zeigt einen Blick auf die Seitenfläche 41 des Konstruktionselements 40 mit einer Vielzahl an schematisch dargestellten Elementen der Oberflächenstruktur 42. Im rechten Teilbild von 7 ist eine solche, nicht maßstäbliche Oberflächenstruktur 42, von der Seite aus betrachtet, dargestellt. 7 zeigt, wie auch die nachfolgenden 8 bis 11, das Konstruktionselement 40 exemplarisch mit im Wesentlichen kreisförmiger Außenkontur 51 der Seitenfläche 41, 41'. Diese Außenkontur 51 kann, obwohl in den 7 bis 11 nicht dargestellt, genauso beispielsweise auch oval oder mehreckig ausgebildet sein oder eine Form aufweisen, die an zumindest eine Kontur der Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30 angepasst ist. 7 discloses a construction element 40 with indicated surface structures 42 on a side surface 41 , The left part of 7 shows a view of the side surface 41 of the construction element 40 with a plurality of schematically illustrated elements of the surface structure 42 , In the right part of 7 is such a non-scale surface structure 42 , viewed from the side. 7 shows, as well as the following 8th to 11 , the construction element 40 by way of example with a substantially circular outer contour 51 the side surface 41 . 41 ' , This outer contour 51 can, though in the 7 to 11 not shown, just as well, for example, oval or polygonal or have a shape that at least one contour of the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 is adjusted.

Im Unterschied zu 7 zeigt die 8 eine alternative, schematisierte Ausführungsform des Konstruktionselements 40, bei der beide Seitenflächen 41, 41' des Konstruktionselements 40 Oberflächenstrukturen 42 aufweisen.In contrast to 7 show the 8th an alternative, schematic embodiment of the construction element 40 in which both side surfaces 41 . 41 ' of the construction element 40 surface structures 42 exhibit.

9 zeigt ein Konstruktionselement 40 mit Bohrungen 44. Das linke Teilbild von 9 zeigt einen Blick auf die Seitenfläche 41 des Konstruktionselements 40 mit einer Vielzahl an schematisch dargestellten Bohrungen 44. Im rechten Teilbild von 9 sind die Bohrungen 44 mit nicht maßstäblichen Materialaufwürfen 46 dargestellt. 9 zeigt also Materialaufwürfe 46 im Bereich der Bohrungen 44 nur auf einer Seitenfläche 41' des Konstruktionselements 40. 9 shows a construction element 40 with holes 44 , The left part of 9 shows a view of the side surface 41 of the construction element 40 with a variety of holes shown schematically 44 , In the right part of 9 are the holes 44 with not to scale material throwings 46 shown. 9 So shows material jams 46 in the field of drilling 44 only on one side surface 41 ' of the construction element 40 ,

Eine alternative Ausführungsform ist, die Bohrungen am Konstruktionselement so auszugestalten, dass beide Seitenflächen des Konstruktionselements Materialaufwürfe 46 im Bereich der Bohrungen 44 aufweisen. Dieser Sachverhalt ist schematisch in 10 dargestellt. Hier liegen Materialaufwürfe 46 auf beiden Seitenflächen 41, 41' des Konstruktionselementes 40 vor. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Bohrungen 44 von beiden Seiten des Konstruktionselements 40 her gesetzt werden und/oder dadurch, dass sowohl die Eintritts- als auch Austrittsbereiche der Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 behaftet sind. Die Materialaufwürfe 46 bestehen im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement selbst.An alternative embodiment is to design the bores on the construction element such that both side surfaces of the construction element throw up material 46 in the field of drilling 44 exhibit. This situation is schematic in 10 shown. Here are material jams 46 on both sides 41 . 41 ' of the construction element 40 in front. This can be achieved, for example, by drilling 44 from both sides of the construction element 40 be set forth and / or in that both the entry and exit areas of the holes 44 with material drops 46 are affected. The material issues 46 consist essentially of the same material as the construction element itself.

In den 9 bis 11 sind die Bohrungen als durch die gesamte Dicke d des Konstruktionselements 40 durchgehende Bohrungen dargestellt. Gleichermaßen ist vorstellbar, dass diese Bohrungen auch als Sacklochbohrungen ausgebildet sind.In the 9 to 11 are the holes as through the entire thickness d of the structural element 40 through holes shown. Similarly, it is conceivable that these holes are formed as blind holes.

11 offenbart eine exemplarische Kombination der Merkmale Oberflächenstruktur 42 und Materialaufwürfe 46 an Bohrungen 44. Diese Merkmale können in gemischter Weise an einer Seitenfläche 41 und/oder beiden Seitenfläche 41, 41' vorliegen. 11 discloses an exemplary combination of surface texture features 42 and material jams 46 on holes 44 , These features can be mixed on one side surface 41 and / or both side surface 41 . 41 ' available.

Die in den 7 bis 11 beschriebenen Oberflächenstrukturen 42 auf der Seitenfläche 41, 41' und/oder die Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 können unregelmäßig oder regelmäßig angeordnet sein. Hierbei sind sowohl gleichmäßige Raster vorstellbar, ebenso Oberflächenstrukturen 42 beziehungsweise Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 angeordnet auf geraden oder gekrümmten Linienzügen. Diese Linienzüge können einzeln oder in Scharen auftreten. Auch können sich solche Linienzüge kreuzen. Auch eine Anordnung der Oberflächenstrukturen 42 beziehungsweise Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 auf konzentrischen Kreisen ist vorstellbar. Die Oberflächenstrukturen 42 und/oder die Bohrungen 44 mit Materialaufwürfen 46 können als diskrete Einzelelemente, als teilweise überlappende Elemente oder als Mischung aus beiden Möglichkeiten angeordnet werden. Die in den 7 bis 11 beschriebenen Oberflächenstrukturen 42 und Materialaufwürfe 46 bestehen im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Konstruktionselement 40 selbst.The in the 7 to 11 described surface structures 42 on the side surface 41 . 41 ' and / or the holes 44 with material drops 46 can be irregular or regular. Both uniform rasters are conceivable here, as well as surface structures 42 or drilling 44 with material drops 46 arranged on straight or curved lines. These lines can occur individually or in droves. Also such lines can intersect. Also an arrangement of the surface structures 42 or drilling 44 with material drops 46 on concentric circles is conceivable. The surface structures 42 and / or the holes 44 with material drops 46 can be arranged as discrete single elements, as partially overlapping elements or as a mixture of both possibilities. The in the 7 to 11 described surface structures 42 and material jams 46 consist essentially of the same material as the construction element 40 even.

Die einzelnen Elemente der Oberflächenstruktur 42 müssen untereinander nicht gleich gestaltet sein. Es ist durchaus vorstellbar, dass unterschiedlich ausgeprägte Elemente der Oberflächenstruktur 42 beispielsweise im Hinblick auf Höhe, Ausdehnung und Geometrie auf demselben Konstruktionselement 40 nebeneinander vorliegen.The individual elements of the surface structure 42 do not have to be the same with each other. It is quite conceivable that different pronounced elements of the surface structure 42 for example, in terms of height, extent and geometry on the same construction element 40 coexist.

Die einzelnen Bohrungen 44 müssen untereinander nicht gleich gestaltet sein. Es ist durchaus vorstellbar, dass unterschiedlich ausgeprägte Bohrungen 44 beispielsweise im Hinblick auf Durchmesser, Bohrungsform und Ausbildung der Materialaufwürfe 46 auf demselben Konstruktionselement 40 nebeneinander vorliegen. Die Bohrungen 44 müssen ferner auch nicht zwangsläufig zylindrisch sein sondern können auch jede andere beliebige Form, beispielsweise eine konische Form aufweisen. Auch können eine oder mehrere Bohrungen 44 bis an die Außenkontur 51 der Seitenfläche 41, 41' des Konstruktionselementes 40 reichen.The individual holes 44 do not have to be the same with each other. It is quite conceivable that differently pronounced bores 44 for example, in terms of diameter, bore shape and formation of material spills 46 on the same construction element 40 coexist. The holes 44 Furthermore, they also need not necessarily be cylindrical but can also have any other desired shape, for example a conical shape. Also, one or more holes 44 to the outer contour 51 the side surface 41 . 41 ' of the construction element 40 pass.

Die Oberflächenstrukturen 42 und/oder die Materialaufwürfe 46 an den Bohrungen 44 führen durch die erzeugte Rauheit an den Seitenflächen 41, 41' des Konstruktionselements 40 zu einer intensivierten geometrischen Verklammerung der Seitenflächen 41, 41' des Konstruktionselements mit den Kontaktflächen 21, 31 der Fügepartner 20, 30. Dadurch resultiert nach der Herstellung der Fügeverbindung 10 ein besonders robuster Verbund im Hinblick auf einer mögliche Verdrehung und/oder Verschiebung der Fügepartner 20, 30 in der Fügeverbindung 10.The surface structures 42 and / or the material drops 46 at the holes 44 lead by the generated roughness on the side surfaces 41 . 41 ' of the construction element 40 to an intensified geometric clamping of the side surfaces 41 . 41 ' of the construction element with the contact surfaces 21 . 31 the joining partner 20 . 30 , This results after the production of the joint connection 10 a particularly robust composite with regard to a possible rotation and / or displacement of the joining partners 20 . 30 in the joint connection 10 ,

Die Oberflächenstrukturen 42 und/oder die Bohrungen 44 des Konstruktionselements 40 werden bevorzugter Weise mit Hilfe eines Strahlverfahrens erzeugt, insbesondere mit Hilfe eines Laserstrahlverfahrens und/oder eines Elektronenstrahlverfahrens. Hier lassen sich auf Grund der hohen Prozessgeschwindigkeit die Oberflächenstrukturen 42 und/oder die Bohrungen 44 relativ schnell und einfach und somit kostengünstig einbringen. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die Oberflächenstrukturen 42 und/oder die Bohrungen 44 des Konstruktionselements 40 mit Hilfe eines mechanischen Verfahrens zu erzeugen. So ist beispielsweise vorstellbar, die Bohrungen 44 durch ein mechanisches Bohrung und/oder durch ein Stanzprozess zu erzeugen. Weiter ist vorstellbar, die Oberflächenstrukturen 42 beispielsweise durch ein Prägen und/oder durch ein mechanisches Oberflächenhämmern zu erzeugen. The surface structures 42 and / or the holes 44 of the construction element 40 are preferably produced by means of a blasting method, in particular by means of a laser beam method and / or an electron beam method. Due to the high process speed, the surface structures can be selected here 42 and / or the holes 44 Relatively fast and easy and thus bring low cost. Additionally or alternatively, it is also possible, the surface structures 42 and / or the holes 44 of the construction element 40 to produce using a mechanical process. For example, it is conceivable that the holes 44 by a mechanical bore and / or by a punching process to produce. Next is conceivable, the surface structures 42 for example, by embossing and / or by mechanical surface hammering.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005062522 A1 [0002]
EP 0961038 B1 [0003]

Claims

Construction element ( 40 ) having a friction- increasing surface structure, characterized in that the structural element ( 40 ) Drilling ( 44 ), in particular more than five holes ( 44 ) and in particular more than twenty holes ( 44 ), which on a side surface ( 41 . 41 ' ) or in particular on both side surfaces ( 41 . 41 ' ) Material dumps ( 46 ), these material drops ( 46 ) at least substantially of the same material as the structural element ( 40 ) consist.

Construction element ( 40 ) having a friction- increasing surface structure, characterized in that the structural element ( 40 ) alternatively or in addition to bores ( 44 ) Surface structures ( 42 ) on a side surface ( 41 . 41 ' ) or in particular on both side surfaces ( 41 . 41 ' ), these surface structures ( 42 ) at least substantially of the same material as the structural element ( 40 ) consist.

Construction element ( 40 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the thickness (d) of the construction element ( 40 ) is smaller than 10 mm, in particular smaller than 1 mm and very particularly smaller than 0.3 mm.

Construction element ( 40 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the material drops ( 46 ) in the area of the holes ( 44 ) and / or the height of the surface structures ( 42 ) is smaller than 0.2 mm, in particular smaller than substantially 50 Micrometers.

Construction element ( 40 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer contour of the side surfaces ( 41 . 41 ' ) of the construction element ( 40 ) is circular, oval or polygonal and / or has a shape which is connected to at least one contour of the joining regions of the joining partners ( 20 . 30 ) is adjusted.

Construction element ( 40 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the construction element ( 40 ) at least one slot ( 54 ) and / or at least one recess ( 55 ) and / or at least one through-bore ( 53 ) having.

Joint connection ( 10 ) of at least two joint partners ( 20 . 30 ) and a construction element ( 40 ), characterized in that the construction element ( 40 ) according to one of claims 1 to 6 between the joining partners ( 20 . 30 ) is introduced.

Joint connection ( 10 ) according to claim 7, characterized in that it is an end press dressing or a transverse compression bandage or a combination of forehead and transverse compression bandage.

Method for producing a construction element ( 40 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bores ( 44 ) and / or the surface structures ( 42 ) on the at least one side surface ( 41 . 41 ' ) are produced with the aid of at least one beam source, in particular with at least one laser beam source and / or with at least one electron beam source.

Method according to claim 9, characterized in that the outer contour ( 51 ) and / or the inner contour ( 52 ) of the construction element ( 40 ) is produced at least in sections by means of at least one beam source, in particular with at least one laser beam source and / or with at least one electron beam source.

Method according to claim 9, characterized in that the bores ( 44 ) and / or the surface structures ( 42 ) on the at least one side surface ( 41 . 41 ' ) are produced by means of at least one machining and / or forming process.