DE102015118058A1 - Neue Fügetechnologie für Mischverbindungen - Google Patents

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Holger Seidlitz
Leander Schleuß
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein neues Fügeverfahren zum Fügen von metallischen und nicht metallischen Fügepartnern über ein CMT-Pin-Verfahren, wobei die Pins durch den nicht metallischen Fügepartner gestoßen werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Mischverbund, der durch das Fügeverfahren hergestellt wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Im Stand der Technik sind Fügeverbindungen zwischen metallischen und nicht metallischen Werkstoffen bekannt. Ziel ist hierbei immer, eine besonders hohe Verbindungsfestigkeit zu erzielen.
  • Nachteilig ist, dass bei Fügeverfahren für das Fügen von metallischen und nicht metallischen Fügepartnern (vor allem Kunststofffügepartnern) aus dem Stand der Technik die Fasern teilweise im Fügebereich zerstört werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass nur vereinzelnd beziehungsweise diskret Verbindungen entlang der Fügezone herstellbar sind. Die übertragbaren Belastungen werden somit nur in bestimmten Belastungsrichtungen erzielt. Die Verbindungsfestigkeiten sind oft nicht ausreichend hoch. Außerdem sind die Prozesszeiten bei Fügeverfahren aus dem Stand der Technik nachteilig lang.
  • Im Stand der Technik werden die Verbindungen zwischen metallischen und nicht metallischen Werkstoffen häufig durch Kleben hergestellt. Die Prozesszeiten dieses Verfahrens sind jedoch besonders lang und für viele Branchen daher nachteilig. Die erzielbaren Verbindungsfestigkeiten sind gering beziehungsweise muss eine große Überlappungslänge gewählt werden, um eine zufriedenstellende Verbindungsfestigkeit zu erzielen.
  • In der DE 10 2013 211 580 wird eine Methode zum thermomechanischen Ausformfügen beschrieben. Dabei wird das lokale Durchstoßen der Fügestelle mittels Dom offenbart. Somit entsteht eine Art Durchzug, der sich dann um den Fügepunkt auf der Gegenseite umkrempelt. Der entfernte Dom hinterlässt ein Loch im Bauteil, wodurch die Verbindungssteifigkeit beeinträchtigt wird. Außerdem wird in dem Bauteil mäßig Wärme erzeugt.
  • Im Stand der Technik sind außerdem bereits Verfahren unter Verwendung der CMT(Cold Metal Transfer)-Pin-Technologie zum Fügen von metallischen Werkstoffen und Kunststoff bekannt. Diese Methode weist jedoch noch einige Nachteile auf. Eine Lösung setzt zum Beispiel auf das Aufstecken der noch nicht im Kunststoff imprägnierten Fasergelege. Somit wird das Metall schon mit den Fasern verbunden und anschließend wird erst der Kunststoff aufgebracht. Die Funktion einer CMT Pin-Verbindung beruht darauf, dass die Metalloberflächen eine dreidimensionale Oberfläche erhalten. Dabei werden metallische Pins mit einem CMT-System auf eine metallische Fügefläche geschweißt. Es entstehen meist kugelförmige Stecknadelköpfe, die in Kunststoff eingedrückt werden können und so einen klettenartigen Reißverschlusseffekt ausbilden. Diese Art der Verbindung kann zusätzlich mit Klebstoff gesichert werden. Dadurch steigt die Prozesszeit erheblich an und die Herstellung ist deutlich erschwert.
  • Eine andere Lösung nutzt ein fertig hergestelltes Faserkunststoffverbunds-Bauteil (FKV-Bauteil). Das FKV-Bauteil wird durch Wärme lokal aufgeschmolzen und auf die CMT-Pins gedrückt. Es kommt zur Faserdrängung mit gewünschtem Erhalt der Fasern. Der Verzug und das optische Aussehen sind jedoch mangelhaft. Die Erwärmung des FKV-Bauteils ist außerdem besonders zeitaufwendig.
  • Ein weiterer Nachteil der Verfahren aus dem Stand der Technik ist, dass sowohl Nacharbeiten als auch Vorarbeiten (wie z.B. Reinigen und Behandeln der Werkstoffe) notwendig sind. Dies ist zeitintensiv und wirkt sich somit auch auf die Kosten der Bauteile aus.
  • Die Verfahren im Stand der Technik zum Fügen von metallischen und nicht metallischen Werkstoffen weisen daher unterschiedliche Nachteile auf. Es war die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Mischverbindung bereitzustellen, die diese Nachteile nicht aufweisen und sich vor allem durch eine hohe Verbindungsfestigkeit und eine schnelle Prozesszeit auszeichnen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche der Patentanmeldung. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Unteransprüchen.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Fügeverfahren zum Fügen von mindestens zwei Fügepartnern, wobei mindestens ein erster Fügepartner ein metallischer Fügepartner ist und mindestens ein zweiter Fügepartner ein nicht metallischer Fügepartner ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der erste und der zweite Fügepartner über ein CMT-Pin-Verfahren gefügt werden, umfassend die folgenden Schritte
    • a) Stoßen eines Drahtes durch den zweiten nicht metallischen Fügepartner,
    • b) Festschweißen eines Drahtendes des Drahtes an der Oberfläche des ersten metallischen Fügepartners.
  • Eine besondere Innovation dieses Verfahrens liegt darin, dass die Fügerichtung auf Seiten des nicht metallischen Fügepartners liegt. Der Draht für die CMT-Pins wird während des Fügeverfahrens durch den nicht metallischen Fügepartner gestoßen, sodass die Pins erst während des Fügeverfahrens selbst entstehen. Hierbei handelt es sich um einen entscheidenden Vorteil gegenüber den Verfahren aus dem Stand der Technik, die häufig mit Pins arbeiten, die bereits am metallischen Fügepartner vorliegen. Das optische Ergebnis dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessert.
  • Beim thermomechanischen Ausformfügen aus dem Stand der Technik entstehen Nachteile vor allem durch das Vorbohren. Durch das Durchbohren entsteht ein durchgängiges Loch, welches Medien hindurch lässt. Dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Fügeverfahren zusätzlich den Schritt
    • c) Aufschmelzen des Drahtes an einer bestimmten Stelle, bevorzugt durch einen elektrischen Trenn-Impuls und Erzeugung eines Schließkopfes am zweiten nicht metallischen Fügepartner, umfasst.
  • Das Entstehen dieses Schließkopfes ist ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung, da damit eine Erhöhung der Kopfzugfestigkeit, also der vertikale Belastungsrichtung zur Bauteiloberfläche, einhergeht.
  • Das Verfahren zeichnet sich unter anderem durch eine hochpräzise Prozessregelung aus, die eine exakte Einstellung der Pin-Länge ermöglicht.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist, dass beim Fügen nur eine einseitige Zugängigkeit der Verbindungsstelle gefordert ist. Dies erleichtert den Prozess und den entsprechenden Aufbau.
  • Es ist bevorzugt, dass der metallische Fügepartner Materialien umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminium, Stahl, Magnesium, Kupfer oder deren Legierungen. Es ist auch bevorzugt, dass der metallische Fügepartner aus diesen genannten Materialien besteht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der nicht metallische Fügepartner Materialien ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kunststoff, faserverstärkter Kunststoff, Papier, Leder und/oder Textilien. Es ist auch bevorzugt, dass der nicht metallische Fügepartner aus den genannten Materialien besteht.
  • Jede der möglichen Kombinationen aus metallischen und nicht metallischen Fügpartnern kann für eine bestimmte Anwendung vorteilhaft sein.
  • Es ist dabei bevorzugt, dass die beiden Fügepartner (mindestens ein metallischer und ein nicht metallischer Fügepartner) zugeschnitten und aufeinander angepasst werden. Es ist außerdem bevorzugt, dass der nicht metallische Fügepartner gespannt wird. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft für das Fügeverfahren sein, wobei ein Fachmann auf dem relevanten Gebiet des Standes der Technik weiß, wann mit gespannten Fügepartnern gearbeitet werden sollte.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Metalloberfläche des metallischen Fügepartners für das Schweißen aktiviert wird. Dabei werden bevorzugt Zunderschichten und/oder Oxidschichten und/oder Verunreinigungen entfernt. Danach wird der nicht metallische Fügepartner aufgelegt und gegebenenfalls gespannt.
  • Je nach Wahl des nicht metallischen Fügepartners kann es sinnvoll oder notwendig sein, den Draht vor dem Durchstoßen zu erwärmen. Hierzu kann zum Beispiel mit einem Zusatzgerät der in einem CMT-Schweißgerät befindliche Draht am Drahtende in der Nähe der Fügestelle auf eine bevorzugte Vorwärmtemperatur erhitzt werden.
  • Auch bevorzugt ist, dass nicht der Draht auf eine gewünschte Vorwärmtemperatur erhitzt wird, sondern der nicht metallische Fügepartner selbst erwärmt wird. Welche Ausführungsform für die jeweilige Anwendung am geeignetsten ist, weiß ein Fachmann auf dem relevanten Gebiet des Standes der Technik, ohne dabei selbst erfinderisch tätig zu werden.
  • Wenn als nicht metallischer Fügepartner zum Beispiel textile Materialien verwendet werden, kann gegebenenfalls auf ein Erhitzen des Drahtes oder des nicht metallischen Fügepartners verzichtet werden.
  • Im Anschluss wird bevorzugt mit dem Drahtvorschub des CMT-Gerätes der Draht durch den nicht metallischen Fügepartner gestoßen. Sofort nach Erreichen der Metalloberfläche wird der CMT-Pin-Prozess gestartet und das Drahtende am Metall festgeschweißt.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Draht anschließend bevorzugt beim Durchlaufen eines elektrischen Trenn-Impulses an einer bestimmten Stelle aufgeschmolzen wird. Es formt sich ein Schmelztropfen zu einem Kopf direkt am nicht metallischen Fügepartner aus. Es entsteht ein Pin mit Kopf, ähnlich einem Nagel, der den metallischen und den nicht metallischen Fügepartner sicher und fest miteinander verbindet.
  • Der Draht wird also bevorzugt nach dem Anschweißen in einer zweiten Stufe bevorzugt mittels Schweißstrom getrennt. Bei der genauen Parametersteuerung kann ein Tropfen am Pinende erzeugt und dadurch die Verbindung in vertikaler Richtung zu deutlich erhöhter Verbindungsfestigkeit optimiert werden.
  • Außerdem ist bevorzugt, dass das Fügeverfahren der Erfindung mehrmals wiederholt wird, sodass mehrere Pins die Fügepartner mit einander verbinden. Dadurch wird eine besonders Verbindungsfestigkeit erzielt. Ein Fachmann auf dem relevanten Gebiets des Standes der Technik weiß wie viele Pins je nach Material der Fügepartner, Anwendungsgebiet und Größe der Fügepartner zu setzen sind um ein optimales Ergebnis zu erzielen, ohne selbst erfinderisch tätig zu werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Länge der Pins dem gradierten Wandstärkenverlauf der nicht metallischen Fügepartner automatisch angepasst.
  • Der Wandstärkenverlauf kann bevorzugt über zwei Wege erfasst beziehungsweise vorgegeben sein. Zum einen kann dies durch die konstruktiven Vorgaben laut Fügeplan erfolgen oder durch Sensoren. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art von Sensoren eingeschränkt. Es sind beispielsweise Sensoren, die Strom-Spannungssignale auswerten möglich, aber auch optische Sensoren oder taktile Sensoren. Ein Fachmann ist in der Lage je nach Anwendung geeignete Sensoren auszuwählen, ohne dabei selbst erfinderisch tätig zu werden.
  • Es ist außerdem bevorzugt, dass mit dem Fügeverfahren der Erfindung dreischnittige oder mehrschnittige Verbindungen umgesetzt werden. Es war besonders überraschend, dass das Verfahren der Erfindung auch bei dieser Ausführungsform zufriedenstellende Ergebnisse und besonders hohe Verbindungsfestigkeiten liefern konnte.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Fügezone nicht eben. Bevorzugt handelt es sich bei einem der Fügepartner um einen strukturierten Fügepartner. In dieser Ausführungsform können zum Beispiel strukturierte Bleche als metallische Fügepartner eingesetzt werden. Es können aber auch strukturierte Kunststofffügepartner verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass der strukturierte Fügepartner Versteifungselemente insbesondere wabenförmiger (hexagonaler) Grundgeometrie, umfasst von Stegen, aufweist. Es war völlig überraschend, dass auch bei unebenen Fügezonen die gleichen hohen Verbindungsfestigkeiten erzielt werden konnten.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Fügeverfahrens werden die Verstärkungsfasern des nicht metallischen Fügepartners beim Setzen der Pins belastungsgerecht umorientiert. Bevorzugt wird dabei durch die Erwärmung der Drahtspitze der nicht metallische Fügepartner, bevorzugt der Kunststoff, um die Fasern erweicht und bietet ein zur-Seite-schieben der Faser an, sodass diese der Drahtspitze ausweicht und erhalten bleibt. Die Temperatur der Drahtspitze zerstört die Faser dabei nicht.
  • Durch die neuartige Verwendung des CMT-Pin-Prozess wird eine hohe Freiheit bei der Gestaltung von Fügeverbindungen erzielt. Die Dichte der Pins, die Pinlänge und die Ausprägung des Kopfes können je nach Anwendungsgebiet variiert werden. Der Kopf wird dabei bevorzugt durch die Prozessparameter variiert. Insbesondere Stromstärke, Spannung, Stromflusszeiten, Vorschubgeschwindigkeiten und Zeiten und die Heizwärme für den Draht können variiert werden, um Einfluss auf die Ausprägung des Kopfes zu nehmen. Die so erhaltene Flexibilität ist besonders vorteilhaft gegenüber Verfahren aus dem Stand der Technik und ermöglicht den Einsatz des neuen Verfahrens in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen.
  • Durch die Wahl des Pin-Werkstoffes oder der Pin-Anzahl je Quadratzentimeter kann eine beanspruchungsgerechte Gestaltungsmöglichkeit der Fügezone umgesetzt werden. Die optimale Anzahl der Pins richtet sich nach den zu übertragenden Kräften, wobei in einigen Fällen auch Fixierungen mit sehr geringen Kräften genügen.
  • Als Pin-Werkstoffe kommen insbesondere gewöhnliche Zusatzwerkstoffe in Frage, die bevorzugt nach der Art des metallischen Fügepartners ausgewählt werden. Der Pin-Werkstoff wird dabei an Hand des Grundwerkstoffs, der Fügeaufgabe, Fügepartnerwerkstoff und sekundären Verbindungseigenschaften (beispielsweise stromleitende Aufgaben) ausgewählt. Ein Fachmann weiß, welche Werkstoffe am besten für das jeweilige Material geeignet sind, ohne bei der Auswahl selbst erfinderisch tätig zu werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mit dem angeschweißten Draht Schlaufen um das Gewebe/Gelege gelegt und anschließend erneut festgeschweißt. Bei dieser Ausführungsform wird der Draht nach dem ersten Festschweißen in Form einer Öse gebracht und an einer weiteren Stelle festgeschweißt. Im Anschluss wird ein Trennimpuls gesetzt.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Wandstärke des nicht metallischen Fügepartners entlang der Fügezone nicht konstant sein muss, um zu optimalen Ergebnissen zu führen. Die Erfassung dieses Wandstärkenverlaufes kann in dem neuartigen Fügeverfahren der Erfindung integriert werden und beim Setzen der Pins entsprechend berücksichtigt werden.
  • Durch das Verfahren kommt es zu keiner mechanischen oder thermischen Zerstörung der Fasern. Dadurch wird der Erhalt der Fasern zum Bespiel eines faserverstärkten Kunststoffverbunds als nicht metallischer Fügepartner erzielt.
  • Durch die reduzierte thermische Beanspruchung kommt es außerdem zu keinem Verzug, Aufschmelzen und/oder Verformen der Fügezone, was letztlich in einer erhöhten Verbindungsfestigkeit resultiert und zu einem erheblich verbesserten optischen Gesamteindruck führt.
  • Die Erfindung zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass keine beziehungsweise nur geringfügige Nacharbeit notwendig ist. Die Verbindung muss nicht zusätzlich verklebt werden – wie es im Stand der Technik häufig der Fall ist –, um eine dauerhafte Stabilität zu gewährleisten. Das Verfahren liefert daher direkt ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte ein Mischverbund, der sich durch eine hohe Verbindungsfestigkeit aber auch optisch einwandfreie Ergebnisse auszeichnet. Im Stand der Technik kann es außerdem vorkommen, dass durch lokales Erhitzen und Andrücken die geometrischen Maße des nicht metallischen Fügepartners verändert werden, sodass ein Breitdrücken des erwärmten Bauteils erfolgt. Diese Verformung muss im Anschluss beschnitten werden, wenn es an weitere Bauteile oder Baugruppen angrenzt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfällt dieser Schritt der Nachbearbeitung.
  • Außerdem kommt es durch die Verfahren im Stand der Technik häufig zu optisch ungenügenden Ergebnissen, sodass eine weitere Nachbehandlung der Oberflächen notwendig ist. Dies erfolgt zum Beispiel durch Beschichten, Glätten oder Verkleiden. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert auch solche Nachbehandlungen nicht, da der optische Eindruck der Mischverbindung einwandfrei ist und keine Verbesserungen notwendig sind.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik ist, dass häufig umfangreiche Vorarbeiten notwendig sind. Z.B. müssen die Fügepartner vor einem Verkleben gereinigt und zusätzlich mit Primern oder Haftvermittlern behandelt werden. Dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden.
  • Es ist jedoch möglich, die Nachbehandlungen oder Vorbereitungen aus dem Stand der Technik mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu kombinieren, falls dies erwünscht ist.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine aufwendigen Fügevorrichtungen und somit keine Neuentwicklung einer Anlage notwendig sind, um das Verfahren durchzuführen. Die geringen Investitionskosten für die Anlage sind ein entscheidender Vorteil der Erfindung. Die Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich außerdem durch geringe Betriebskosten aus, was für viele Branchen von besonderer Bedeutung ist und eine enorme Reduzierung der Gesamtkosten mit sich bringt. Die Einweisung des Personals zum Betrieb der Anlage ist ohne langwierige Schulungen möglich und auch der Wartungsaufwand ist gering.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass eine automatisierte Verarbeitung möglich wird. Die variable Nutzung der Anlagen, zum Beispiel für konventionelle Schweißprozesse beziehungsweise zur Weiterverarbeitung von Bauteilen ist ein weiterer Vorteil der Erfindung.
  • Die Erfindung ermöglicht außerdem eine erhöhte Anlagenflexibilität, da unterschiedliche Bauteildicken direkt durch Wahl der Parameter realisiert werden können und ein schnelles Umstellen der Anlagen vorgenommen werden kann. Diese Flexibilität ist ein entscheidender Vorteil der so im Stand der Technik nicht zu finden ist.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Mischverbindung umfassend mindestens einen nicht metallischen Fügepartner und mindestens einen metallischen Fügepartner, wobei die Fügepartner über CMT-Pins aneinander gefügt vorliegen. Die zuvor genannten bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens sind auch bevorzugte Ausführungsformen der Mischverbindung.
  • Es ist bevorzugt, dass die Mischverbindung hergestellt ist mit einem zuvor beschriebenen Fügeverfahren. Die so hergestellt Mischverbindung zeichnet sich durch die zuvor genannten Vorteile aus.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Mischverbindungen mediendichte Eigenschaften aufweist.
  • Durch das Verfahren und die Mischverbindung der Erfindung wird eine Vielzahl von Vorteilen verwirklicht. Ein entscheidender Vorteil sind die kurzen Prozesszeiten von nur wenigen Sekunden. Für viele Branchen ist dieser Vorteil von besonderer Bedeutung, da somit die Kosten enorm gesenkt werden können und die Produktion gesteigert wird.
  • Bevorzugt findet das neuartige Fügeverfahren und/oder die Mischverbindung Anwendung in der Automobilindustrie, im Schienenfahrzeugbau, aber auch in der Luft- und Raumfahrttechnik. Darüber hinaus sind in allen Bereichen des Leichtbaus Anwendungen von Mischbauweisen möglich, so dass auch hier das neuartige Fügeverfahren vorteilhaft zum Einsatz kommen kann. Insbesondere in Bereichen der Elektromobilität sind zur Erhöhung der Reichweite Michbauweisen zur deutlichen Senkung des Fahrzeuggewichts und damit des Energiebedarfs notwendig.
  • Figuren und Beispiele
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • 1 zeigt in einer Skizze einen bevorzugten Prozessablauf. Es wird ein Brenner eines CMT-Pin-Schweißgerätes 18 verwendet. Außerdem sind die Heizelemente 17 gezeigt. Die Heizwärme für den Draht ist durch Striche ausgehend von den Heizelementen dargestellt. Dabei wird in Schritt a) der Draht 15 vorgeheizt. In Schritt b) erfolgt das Durchstoßen des nicht metallischen Fügepartners (hier Kunststoff) 11 und Anschweißen des Drahtes 15 an der Oberfläche des metallischen Fügepartners 10. In Schritt c) erfolgt das Trennen des Drahtes 15 durch Abschmelzen und einhergehendes Schmelzen des Schließkopfes 13 am Werkstück.
  • 2 veranschaulicht das Anschweißen von Pins. 2a) zeigt dabei den Zustand vor dem Fügen, während 2b) den Zustand nach dem Fügen illustriert. Es werden der metallische Fügepartner 10, der nicht metallische Fügepartner 11 und die CMT-Pin-Verbindungen 12 gezeigt.
  • 3 zeigt bevorzugte Fügeverbindungen der Erfindung. Es werden der metallische Fügepartner 10, der nicht metallische Fügepartner 11 und die CMT-Pin-Verbindungen 12 und der Schließkopf 13 gezeigt. 3a) zeigt eine Ausführungsform mit einem Pin 12. 3b) zeigt eine Ausführungsform mit mehreren in Belastungsrichtung angeordneten Pins 12.
  • 4 zeigt weitere bevorzugte Ausführungsformen der Fügeverbindungen. Es werden der metallische Fügepartner 10, der nicht metallische Fügepartner 11 und die CMT-Pin-Verbindungen 12 gezeigt. 4a) entspricht der Ausführungsform von 3b). In 4b) wird hingegen die auch bevorzugte Ausführungsform der Schlaufenlegung gezeigt. Die Schlaufen sind mit Bezugszeichen 14 versehen.
  • 5 verdeutlicht die Freiheit bei der Gestaltung von Fügeverbindungen mittels CMT-Pin-Prozess. Die Dichte der Pins 12, die Pinlänge und die Ausprägung des Kopfes 13 können variiert werden. In 5a sind Pins 12 mit einem Schließkopf 13 gezeigt. In 5b sind die Pins ohne einen Schließkopf zu sehen. Durch diese Abbildung wird verdeutlicht, welche Unterschiede im Pin-Ende erzielt werden können. Außerdem wird gezeigt, wie dicht die einzelnen Pins gesetzt werden können. Bei hohen Kräften müssen viele Pins gesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    metallischer Fügepartner
    11
    nicht metallischer Fügepartner
    12
    CMT-Pin-Verbindung
    13
    Schließkopf
    14
    Schlaufe
    15
    Draht
    16
    angeschweißtes Drahtende
    17
    Heizelement
    18
    Brenner des CMT-PIN-Schweißgeräts
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013211580 [0004]

Claims (14)

  1. Fügeverfahren zum Fügen von mindestens zwei Fügepartnern, wobei mindestens ein erster Fügepartner ein metallischer Fügepartner ist und mindestens ein zweiter Fügepartner ein nicht metallischer Fügepartner ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der erste und der zweite Fügepartner über ein CMT-Pin-Verfahren gefügt werden, umfassend die folgenden Schritte a) Stoßen eines Drahtes durch den zweiten nicht metallischen Fügepartner, b) Festschweißen eines Drahtendes des Drahtes an der Oberfläche des ersten metallischen Fügepartners.
  2. Fügeverfahren nach Anspruch 1 umfassend zusätzlich den Schritt c) Aufschmelzen des Drahtes an einer bestimmten Stelle durch einen elektrischen Trenn-Impuls und Erzeugung eines Schließkopfes am zweiten nicht metallischen Fügepartner.
  3. Fügeverfahren nach Anspruch 1 oder 2 umfassend zusätzlich den Schritt c‘) Legen von Drahtschlaufen um den zweiten nicht metallischen Fügepartner, wobei der Draht erneut am metallischen Fügepartner festgeschweißt wird.
  4. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der die Oberfläche des metallischen Fügepartners vor dem Auflegen des nicht metallischen Fügepartners aktiviert wird, wobei bevorzugt Zunderschichten, Oxidschichten und/oder Verunreinigungen entfernt werden.
  5. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fügepartner zunächst zugeschnitten und/oder aufeinander angepasst werden.
  6. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren mehrmals wiederholt wird.
  7. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge der Pins dem gradierten Wandstärkenverlauf der nicht metallischen Fügepartner automatisch angepasst wird.
  8. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 3-schnittige oder mehrschnittige Verbindungen umgesetzt werden können.
  9. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fügezone nicht eben ist.
  10. Fügeverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Verstärkungsfasern des nicht metallischen Fügepartners, beim Setzen der Pins belastungsgerecht umorientiert werden.
  11. Mischverbindung umfassend mindestens einen nicht metallischen Fügepartner und mindestens einen metallischen Fügepartner, wobei die Fügepartner über CMT-Pins aneinander gefügt vorliegen.
  12. Mischverbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mischverbindung hergestellt ist mit einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1–10.
  13. Mischverbindung nach einem der Ansprüche 11 oder 12 oder Fügeverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1–10, wobei der metallische Fügepartner Aluminium, Stahl, Magnesium, Kupfer oder deren Legierungen umfasst und/oder der nicht metallische Fügepartner ein faserverstärkter Kunststoff ist.
  14. Mischverbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 11–13, wobei die Verbindung mediendichte Eigenschaften aufweisen kann.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108856983A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 湖南机电职业技术学院 一种冷金属过渡焊接工艺
CN110000440A (zh) * 2019-03-29 2019-07-12 江苏理工学院 一种层合板与金属板接头搭接的方法
DE102018104701A1 (de) 2018-03-01 2019-09-05 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Verfahren zur mechanischen Verbindung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102019102234A1 (de) 2019-01-29 2020-07-30 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Verfahren zur mechanischen Verbindung eines ersten Werkstücks mit einem zweiten, elektrisch leitfähigen Werkstück
FR3117936A1 (fr) * 2020-12-18 2022-06-24 Centre Technique des Industries Mécaniques Procédé de fabrication d’une roue de véhicule automobile sans air

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106160A1 (de) * 2019-03-11 2020-09-17 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Verbindungsverfahren für mindestens zwei bauteile, eine damit erzielte fügeverbindung sowie eine fügevorrichtung für das genannte verbindungsverfahren

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013211580A1 (de) 2012-06-19 2013-12-19 Technische Universität Dresden Verfahren zum Verbinden von flächigen oder profilartigen Strukturen aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen mit metallischen Strukturen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT506217B1 (de) * 2008-05-28 2009-07-15 Fronius Int Gmbh Verfahren zur herstellung einer struktur an einer oberfläche eines metallischen werkstücks
DE102012004499B4 (de) * 2012-02-28 2017-04-13 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zum Fixieren und/oder Anbinden eines Bauteils aus Kunststoff wie aus thermoplasischem Polymer an einem Bauteil aus Metall beim Fügen der Bauteile

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013211580A1 (de) 2012-06-19 2013-12-19 Technische Universität Dresden Verfahren zum Verbinden von flächigen oder profilartigen Strukturen aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen mit metallischen Strukturen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018104701A1 (de) 2018-03-01 2019-09-05 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Verfahren zur mechanischen Verbindung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN108856983A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 湖南机电职业技术学院 一种冷金属过渡焊接工艺
DE102019102234A1 (de) 2019-01-29 2020-07-30 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Verfahren zur mechanischen Verbindung eines ersten Werkstücks mit einem zweiten, elektrisch leitfähigen Werkstück
CN110000440A (zh) * 2019-03-29 2019-07-12 江苏理工学院 一种层合板与金属板接头搭接的方法
FR3117936A1 (fr) * 2020-12-18 2022-06-24 Centre Technique des Industries Mécaniques Procédé de fabrication d’une roue de véhicule automobile sans air

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