DE102017204921A1

DE102017204921A1 - Verfahren zum Herstellen eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds sowie Bauteilverbund

Info

Publication number: DE102017204921A1
Application number: DE102017204921.9A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Glück; Robert Kirschner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2018-09-27
Also published as: WO2018171962A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds (2) für ein Kraftfahrzeug, der mindestens ein erstes Bauteil (4) und mindestens ein Funktionselement (10) umfasst, das an einer Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4) festlegbar ist, mit den Schritten:a. Anordnen des mindestens einen Funktionselements (10) an der Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4);b. Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement (10) und dem ersten Bauteil (4) zumindest durch thermisches Fügen;

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds sowie ein Bauteilverbund, der durch ein derartiges Verfahren hergestellt ist.
Im Rahmen des Leichtbaus ist es insbesondere im Fahrzeugbau immer häufiger notwendig, Bauteile aus unterschiedlichen, zum Teil artfremden, Werkstoffen miteinander zu verbinden, wie z.B. ein Bauteil aus einem Nichteisenwerkstoff, wie z.B. Aluminium oder einem faserverstärkten Kunststoff, mit einem zweiten Bauteil, welches aus einem Eisenwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, gebildet ist. Ein direktes Verschweißen oder Verlöten dieser Bauteile ist häufig nicht möglich. Um dennoch z.B. ein Widerstandspunktschweißen zu ermöglichen, ist es bekannt, sogenannte Funktionselemente zu verwenden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds ist bekannt aus DE 10 2015 214 149 A1 .
Dort werden Funktionselemente ähnlich wie bei einem Nietvorgang in das eine der zu fügenden Bauteile eingepresst bzw. eingestanzt oder eingelegt. Die Funktionselemente sind aus einem Werkstoff ausgebildet, der mit dem Werkstoff des anderen Bauteils verschweißbar ist. Die beiden zu fügenden Bauteile werden zueinander positioniert und eine Fügeverbindung, z.B. eine Schweißverbindung, an dem Funktionselement ausgebildet.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein weiteres zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds sowie einen durch dieses Verfahren hergestellten Bauteilverbund vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds für ein Kraftfahrzeug, der mindestens ein erstes Bauteil und mindestens ein Funktionselement umfasst, das an einer Fügestelle des ersten Bauteils festlegbar ist mit den Schritten:

a. Anordnen des mindestens einen Funktionselements an der Fügestelle des ersten Bauteils;
b. Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement und dem ersten Bauteil zumindest durch thermisches Fügen.

Dadurch, dass das mindestens eine Funktionselement über thermisches Fügen an dem ersten Bauteil festgelegt ist, ist ein zweckmäßiges alternatives Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds realisiert.
Das Funktionselement kann maschinell an der Fügestelle des ersten Bauteils angeordnet werden.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Bauteilverbund mindestens ein zweites Bauteil umfasst, das durch das Funktionselement zumindest abschnittsweise, insbesondere mittelbar an dem ersten Bauteil festlegbar ist, wenn es folgende weitere Schritte umfasst:

a. Positionieren und Ausrichten des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil; und
b. Erzeugen einer zumindest stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement und dem zweiten Bauteil.

Neben dem Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung, kann auch ein Formschluss zwischen dem Funktionselement und dem zweiten Bauteil hergestellt werden, wodurch die Festigkeit der Verbindung weiter erhöht ist.
Die Verfahrensschritte können in einer beliebigen, technisch sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren kann in den Schritten nacheinander ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es beispielsweise denkbar, dass das Funktionselement erst mit dem zweiten Bauteil stoffschlüssig gefügt wird und dann mit dem ersten Bauteil thermisch gefügt wird.
Das erste Bauteil und das zweite Bauteil können beispielsweise flächenhaft ausgebildet sein. Solchenfalls kann das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil als Blech oder Platte ausgebildet sein.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass sowohl das erste Bauteil als auch das zweite Bauteil den gleichen Werkstoff oder unterschiedliche Werkstoffe, insbesondere artfremde unterschiedliche Werkstoffe, umfassen. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Funktionselement einen Werkstoff umfasst, der gleich oder artgleich zum Werkstoff des zweiten Bauteils ist. Solchenfalls ist das Erzeugen der stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselemente und dem zweiten Bauteil, das beispielsweise ein Verschweißen, ein Verlöten und/oder ein Verkleben umfassen kann, erleichtert.
Das Verfahren lässt sich effizient gestalten, wenn das Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement und dem zweiten Bauteil zumindest ein thermisches Fügen umfasst.
Das Herstellen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung kann grundsätzlich ausschließlich aus dem thermischen Fügen bestehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass weitere Verfahren zum Erzeugen einer stoffschlüssigen Verbindung ergänzend hingezogen werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das thermische Fügen zumindest ein bereichsweises Ein- oder Aufbacken, ein Verdichten und/oder ein thermisches Schrumpfen des Funktionselements, des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils umfasst.
Es ist denkbar, dass nur das Funktionselement durch das thermische Fügen zumindest bereichsweise seinen Aggregatzustand ändert und einen Stoffschluss mit dem ersten Bauteil und/oder dem zweiten Bauteil eingeht. Allerdings kann auch das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil durch das thermische Fügen zumindest im Bereich der Fügestelle seinen Aggregatzustand ändern und mit dem Funktionselement einen Stoffschluss eingehen.
Hierdurch ist ein geringer Platz- und Kraftbedarf beim Fügen des Funktionselements mit dem ersten Bauteil, bzw. mit dem zweiten Bauteil notwendig. Gleichzeitig ist der Verschleiß beim Einbringen des Funktionselements an das erste Bauteil und/oder an das zweite Bauteil reduziert.
Durch das thermische Fügen in Form eines Ein- oder Aufbackens, eines thermischen Schrumpfens oder eines Verdichtens des Funktionselements, des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils, kann auf ohnehin vorhandene Anlagen und/oder durchzuführende Prozessschritte zurückgegriffen werden, wobei bestehende Verfahren optimiert und Verfahrensabläufe verkürzt werden können.
Bei einer Weiterentwicklung des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn das thermische Fügen einen, insbesondere parallelen, Bearbeitungsschritt eines Ofenprozesses, wie Warmumformung (WU-Ofen), Presshärten (PHS), Bearbeitung durch warme Werkzeuge und/oder kathodisches Tauchlackieren (KTL), umfasst.
Solchenfalls kann auf vorhandene Anlagen/Prozessschritte zurückgegriffen werden und ein Fügen, beispielsweise des Funktionselements mit dem ersten Bauteil parallel zu einem ohnehin notwendigen und durchzuführenden anderen Verfahrensschritt ausgeführt werden.
In Weiterbildung letztgenannten Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn das thermische Fügen ein zumindest bereichsweises Schmelzen eines Materials des Funktionselements, des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils umfasst, aus dem eine Zwischenschicht, eine Oberflächenbeschichtung oder das Funktionselement, das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil in Gänze gebildet ist und/oder wenn das Ein- oder Aufbacken des Funktionselements, des ersten Bauteils bzw. des zweiten Bauteils eine Temperatur umfasst, die höher ist als die Schmelztemperatur des zu schmelzenden Materials des Funktionselements, des ersten Bauteils bzw. des zweiten Bauteils.
Solchenfalls kann das Funktionselement, das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil in Gänze oder zumindest bereichsweise ein Material umfassen, das beim thermischen Fügen seinen Aggregatzustand ändert und schmilzt. Durch Abkühlen und Aushärten des Materials des Funktionselements wird die stoffschlüssige Verbindung mit dem ersten Bauteil und/oder mit dem zweiten Bauteil hergestellt.
Das thermische Fügen kann ohne weitere Komponenten erfolgen, wodurch das Verfahren bauteilreduziert durchführbar ist.
Darüber hinaus lässt sich das Verfahren weiter verbessern, wenn es nachfolgende zusätzliche Schritte umfasst:

a. Erzeugen einer, insbesondere durchgehenden, Ausnehmung an der Fügestelle des ersten Bauteils und/oder am zweiten Bauteil;
b. Ggf. Einbringen einer Fase an die Ausnehmung des ersten Bauteils auf zumindest der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite und/oder Einbringen einer Fase an die Ausnehmung des zweiten Bauteils auf zumindest der dem ersten Bauteil abgewandten Seite;
c. Zumindest abschnittsweises Anordnen des mindestens einen Funktionselements in der Ausnehmung des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils.

Durch das Vorsehen einer Ausnehmung im ersten Bauteil und/oder im zweiten Bauteil, kann das Funktionselement auf einfache Weise an dem ersten Bauteil und/oder an dem zweiten Bauteil zur Montage angeordnet werden.
Die Ausnehmung kann durchgehend sein oder sich nur teilweise in das erste Bauteil und/oder in das zweite Bauteil erstrecken. Hierbei kann die Ausnehmung beispielsweise in der Art eines Sacklochs ausgebildet sein.
In Weiterbildung letztgenannten Verfahrensschritt erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Verfahren als weiteren Schritt umfasst:

a. Einpressen des Funktionselements in die Ausnehmung des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils;

Durch das Einpressen des Funktionselements in die Ausnehmung des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils lässt sich ein Kraftschluss und/oder ein Formschluss erzeugen. Hierdurch ist die Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil verstärkt.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Bauteilverbund für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hergestellt nach einem zuvor genannten Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds, mit mindestens einem ersten Bauteil, das mindestens eine Fügestelle umfasst und mit mindestens einem Funktionselement, das an der Fügestelle des ersten Bauteils unlösbar und stoffschlüssig festlegt ist, wobei das Funktionselement durch thermisches Fügen stoffschlüssig und unlösbar am ersten Bauteil festgelegt ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Bauteilverbund ein zweites Bauteil, das unlösbar und zumindest stoffschlüssig am Funktionselement festgelegt ist.
Neben dem Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung, kann auch ein Formschluss zwischen dem Funktionselement und dem zweiten Bauteil hergestellt werden, wodurch die Festigkeit der Verbindung weiter erhöht ist.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Funktionselement und das erste Bauteil unterschiedliche, insbesondere artfremde, Werkstoffe umfassen und/oder wenn das Funktionselement und das zweite Bauteil gleiche oder ähnliche, insbesondere artgleiche, Werkstoffe umfassen.
Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil können beispielsweise aus einem Stahlwerkstoff gebildet sein oder aus einem nicht Eisenwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder einem faserverstärkten Kunststoff. Grundsätzlich ist es hierbei denkbar, dass sowohl das erste Bauteil als auch das zweite Bauteil den gleichen Werkstoff umfassen. Ferner ist es denkbar, dass beide Bauteile einen unterschiedlichen, insbesondere einen jeweils artfremden Werkstoff, umfassen.
Hierdurch ist es ermöglicht, die einzelnen Bauteile gewichtsoptimiert auszugestalten und die Karosserie eines Fahrzeugs gewichtsreduziert zu realisieren.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste Bauteil an der Fügestelle und/oder das zweite Bauteil mindestens eine, insbesondere durchgehende, Ausnehmung umfasst, in der das Funktionselement kraft- und/oder formschlüssig festlegbar ist und die insbesondere zumindest auf der dem jeweils anderen Bauteil zugewandten Seite angeordnet ist.
Durch das Vorsehen einer Ausnehmung kann das Funktionselement auf einfache Weise an dem ersten Bauteil und/oder an dem zweiten Bauteil angeordnet werden. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Bauteilverbund noch nicht gefügt ist, wodurch das mindestens eine Funktionselement in der mindestens einen Ausnehmung schon zum nachfolgenden Fügen ausgerichtet angeordnet werden kann.
Die Ausnehmung kann grundsätzlich durchgehend ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Ausnehmung sich nur teilweise im ersten Bauteil und/oder im zweiten Bauteil erstrecken. Dort kann die Ausnehmung jeweils beispielsweise ein Sackloch umfassen.
Um eine Montage des Funktionselements weiter zu erleichtern und um in einem gefügten Zustand einen Formschluss zu erzielen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Ausnehmung im ersten Bauteil und/oder im zweiten Bauteil durchgehend ist und jeweils auf der dem jeweils anderen Bauteil abgewandten Seite eine Fase umfasst.
Das Vorsehen einer Fase erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn zu dem thermischen Fügen des Funktionselements an das erste Bauteil und/oder an das zweite Bauteil ein Verpressen des Funktionselements erfolgt. Hierbei verformt sich das Funktionselement derart, dass es auch den durch die Fase gebildeten Raum einnimmt und hierdurch in Fügerichtung einen Hintergriff mit dem ersten Bauteil, bzw. mit dem zweiten Bauteil bildet.
Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Funktionselement, das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil in einer Zwischenschicht, in einer Oberflächenbeschichtung oder in Gänze ein Material umfasst, das eine niedrigere Schmelztemperatur als die Temperatur beim thermischen Fügen aufweist.
Wenn das Funktionselement in Gänze oder nur zum Teil ein Material umfasst, das eine niedrigere Schmelztemperatur als zumindest das erste Bauteil aufweist, ist kein weiteres Material zum Fügen notwendig. Hierdurch wird auf einfache Weise, beispielsweise im Rahmen eines Ofenprozesses, ein Fügen des Funktionselements mit dem ersten Bauteil ermöglicht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds sowie mehrerer Bauteilverbunde.
In der Zeichnung zeigt:

1 Ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds;
3 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds;
4 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds;
5 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds in einem ungefügten Zustand;
6 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf das viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds gemäß 5 in einem gefügten Zustand;
7 Ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die 2 bis 6 zeigen ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Bauteilverbund 2 für ein Kraftfahrzeug (in den Figuren nicht dargestellt). Der Bauteilverbund 2 umfasst ein erstes Bauteil 4 sowie ein zweites Bauteil 6. Das erste Bauteil 4 und das zweite Bauteil 6 sind an einer Fügestelle 8 des ersten Bauteils 4 miteinander verbunden. Darüber hinaus umfasst der Bauteilverbund 2 ein Funktionselement 10, das an der Fügestelle 8 des ersten Bauteils 4 anliegt und dort an dem ersten Bauteil 4 unlösbar und stoffschlüssig festgelegt ist. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Funktionselement 10 durch thermisches Fügen stoffschlüssig und unlösbar am ersten Bauteil 4 festgelegt.
Bei dem in den Figuren ersichtlichen Bauteilverbund 2 ist das zweite Bauteil 6 über eine stoffschlüssige Fügeverbindung, die bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel durch Verschweißen, Verlöten und/oder durch Verkleben gebildet ist, an dem Funktionselement 10 festgelegt. Hierdurch ist das zweite Bauteil 6 mittelbar über das Funktionselement 10 an dem ersten Bauteil 4 festgelegt.
Anhand von 1 wird zunächst auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens eingegangen. 1 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds 2. Hierbei umfasst der Bauteilverbund 2 das erste Bauteil 4, das zweite Bauteil 6 sowie das Funktionselement 10.
In einem ersten Schritt 101 wird das Funktionselement 10 an der Fügestelle 8 des ersten Bauteils 4 angeordnet. In einem folgenden Schritt 102 wird eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement 10 und dem ersten Bauteil 4 mittels thermischen Fügens erzeugt. Das thermische Fügen kann hierbei ein Ein- oder Aufbacken des mindestens einen Funktionselements 10 an das oder in das erste Bauteil 4, ein Verdichten des Funktionselements 10 und/oder ein thermisches Schrumpfen des Funktionselements 10 umfassen.
Schritt 102 kann beispielsweise im Rahmen eines Bearbeitungsschritts eines Ofenprozesses, wie Warmumformung, Presshärten, Bearbeitung durch warme Werkzeuge und/oder kathodisches Tauchlackieren, erfolgen.
Hierbei umfasst das thermische Fügen ein Schmelzen eines Materials des Funktionselements 10. Das Funktionselement 10 kann beispielsweise dieses Material in Gänze, in einer Zwischenschicht oder in einer Oberflächenbeschichtung umfassen. Die Temperatur beim Ausführen von Schritt 102 umfasst solchenfalls eine, die höher ist als die Schmelztemperatur des zu schmelzenden Materials des Funktionselements 10 und die gleichzeitig niedriger ist als eine Schmelztemperatur des ersten Bauteils 4.
In einem weiteren Schritt 103 wird das zweite Bauteil 6 relativ zum ersten Bauteil 4 positioniert und ausgerichtet.
In einem weiteren Schritt 104 wird eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement 10 und dem zweiten Bauteil 6 erzeugt. Diese kann bei Schritt 104 ein Verschweißen, ein Verlöten und/oder ein Verkleben umfassen.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass bei Schritt 104 das Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung ebenfalls durch thermisches Fügen gemäß Schritt 102 zwischen dem Funktionselement 10 und dem zweiten Bauteil 6 erfolgt.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Bauteilverbunds 2. Bei diesem ist das Funktionselement 10 an dem ersten Bauteil 4 gefügt. Das zweite Bauteil 6 ist mit dem ersten Bauteil 4 über ein Verschweißen, Verlöten und/oder Verkleben mit dem Funktionselement 10 mittelbar verbunden.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Bauteilverbunds 2, bei der das Funktionselement 10 in einer Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 4 angeordnet ist. In dieser Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 4 kann das Funktionselement 10 ohne zusätzlichen Kraftaufwand eingelegt und gefügt worden sein oder aber mit Kraftaufwand in die Ausnehmung 12 eingepresst worden sein.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das zweite Bauteil 6 mittels Verkleben, Verlöten und/oder Verschweißen mit dem Funktionselement 10 mittelbar mit dem ersten Bauteil 4 verbunden.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Bauteilverbunds 2, bei dem sowohl das erste Bauteil 4 als auch das zweite Bauteil 6 jeweils eine Ausnehmung 12 umfassen. Das Funktionselement 10 ist solchenfalls nach dem Fügen sowohl in der Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 4 als auch in der Ausnehmung 12 des zweiten Bauteils 6 angeordnet.
Die 5 und 6 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des Bauteilverbunds 2, bei dem das erste Bauteil 4 eine durchgehende Ausnehmung 12 umfasst. Auf der dem zweiten Bauteil 6 abgewandten Seite des ersten Bauteils 4 umfasst die Ausnehmung 12 eine Fase 14.
5 zeigt den Bauteilverbund 2 in einer ungefügten explosionsartigen Darstellung und 6 zeigt den Bauteilverbund 2 gemäß 5 in einer gefügten Darstellung. Anhand der schematischen Verfahrensdarstellung gemäß 7 in Zusammenschau mit den 5 und 6, wird das vierte Ausführungsbeispiel gemäß der 5 und 6 erläutert:
In einem ersten Schritt 701 wird in das erste Bauteil 4 eine durchgehende Ausnehmung 12 sowie einer auf der dem zweiten Bauteil 6 abgewandten Seite des ersten Bauteils 4 eine Fase 14 eingebracht. In einem zweiten Schritt 702 wird das Funktionselement 7 in die Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 4 eingepresst. Hierbei füllt das Funktionselement 10 sowohl die Ausnehmung 12 als auch den durch die Fase 14 gebildeten Bereich in Gänze aus und bildet einen Kraft- und Formschluss.
In einem nachfolgenden Schritt 703 wird das Funktionselement 10 stoffschlüssig durch thermisches Fügen an dem ersten Bauteil 4 festgelegt. In einem weiteren Schritt 704 wird das zweite Bauteil 6 stoffschlüssig mit dem Funktionselement 10 verbunden, wobei die stoffschlüssige Fügeverbindung ein Verschweißen, Verlöten und/oder Verkleben umfassen kann.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass vor oder nach dem Einbringen der Ausnehmung 12 in das erste Bauteil 4 das Funktionselement 10 an der Fügestelle 8 des ersten Bauteils angeordnet wird. Ferner ist es denkbar, dass zwischen Schritt 703 und 704 das zweite Bauteil 6 relativ zum ersten Bauteil 4 positioniert und ausgerichtet wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

2: Bauteilverbund
4: erstes Bauteil
6: zweites Bauteil
8: Fügestelle
10: Funktionselement
12: Ausnehmung
14: Fase
101-104: Verfahrensschritte
701-704: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015214149 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds (2) für ein Kraftfahrzeug, der mindestens ein erstes Bauteil (4) und mindestens ein Funktionselement (10) umfasst, das an einer Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4) festlegbar ist, mit den Schritten: a. Anordnen des mindestens einen Funktionselements (10) an der Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4) ; b. Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement (10) und dem ersten Bauteil (4) zumindest durch thermisches Fügen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein zweites Bauteil (6), das durch das Funktionselement (10) zumindest abschnittsweise, insbesondere mittelbar, an dem ersten Bauteil (4) festlegbar ist, mit den Schritten: a. Positionieren und Ausrichten des zweiten Bauteils (6) relativ zum ersten Bauteil (4); und b. Erzeugen zumindest einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement (10) und dem zweiten Bauteil (6).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem Funktionselement (10) und dem zweiten Bauteil (6) zumindest ein thermisches Fügen umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Fügen zumindest bereichsweise ein Ein- oder Aufbacken, ein Verdichten und/oder ein thermisches Schrumpfen des Funktionselements (10), des ersten Bauteils (4) und/oder des zweiten Bauteils (6) umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Fügen einen, insbesondere parallelen, Bearbeitungsschritt eines Ofenprozesses, wie Warmumformung (WU-Ofen), Presshärten (PHS), Bearbeitung durch warme Werkzeuge und/oder kathodisches Tauchlackieren (KTL), umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Fügen ein zumindest bereichsweises Schmelzen eines Materials des Funktionselements (10), des ersten Bauteils (4) und/oder des zweiten Bauteils (6) umfasst, aus dem eine Zwischenschicht, eine Oberflächenbeschichtung oder das Funktionselement (10), das erste Bauteil (4) bzw. das zweite Bauteil (6) in Gänze gebildet ist und/oder dass das Ein- oder Aufbacken des Funktionselements (10) eine Temperatur umfasst, die höher ist als die Schmelztemperatur des zu schmelzenden Materials des Funktionselements (10) des ersten Bauteils (4) bzw. des zweiten Bauteils (6) .
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: a. Erzeugen einer, insbesondere durchgehenden, Ausnehmung (12) an der Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4) und/oder am zweiten Bauteil (6) ; b. Ggf. Einbringen einer Fase an die Ausnehmung (12) des ersten Bauteils (4) auf zumindest der dem zweiten Bauteil (6) abgewandten Seite und/oder Einbringen einer Fase an die Ausnehmung (12) des zweiten Bauteils (6) auf zumindest der dem ersten Bauteil (4) abgewandten Seite; c. Zumindest abschnittsweises Anordnen des mindestens einen Funktionselements (10) in der Ausnehmung (12) des ersten Bauteils (4) und/oder des zweiten Bauteils (6).
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt: a. Einpressen des Funktionselements (10) in die Ausnehmung (12) des ersten Bauteils (4) und/oder des zweiten Bauteils (6);
Bauteilverbund (2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren zur Herstellung eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit mindestens einem ersten Bauteil (4), das mindestens eine Fügestelle (8) umfasst und mit mindestens einem Funktionselement (10), das an der Fügestelle (8) des ersten Bauteils (4) unlösbar und stoffschlüssig festlegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (10) durch thermisches Fügen stoffschlüssig und unlösbar am ersten Bauteil (4) festgelegt ist.
Bauteilverbund nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein zweites Bauteil (6), das unlösbar und zumindest stoffschlüssig am Funktionselement (10) festgelegt ist.
Bauteilverbund (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (10) und das erste Bauteil (4) unterschiedliche, insbesondere artfremde, Werkstoffe umfassen und/oder dass das Funktionselement (10) und das zweite Bauteil (6) gleiche oder ähnliche, insbesondere artgleiche, Werkstoffe umfassen.
Bauteilverbund (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4) an der Fügestelle (8) und/oder das zweite Bauteil (6) mindestens eine, insbesondere durchgehende, Ausnehmung (12) umfasst, in der das Funktionselement (10) kraft- und/oder formschlüssig festlegbar ist und die insbesondere zumindest auf der dem jeweils anderen Bauteil zugewandten Seite angeordnet ist.
Bauteilverbund (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) im ersten Bauteil (4) und/oder im zweiten Bauteil (6) durchgehend ist und jeweils zumindest auf der dem jeweils anderen Bauteil abgewandten Seite eine Fase umfasst.
Bauteilverbund (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (10), das erste Bauteil (4) und/oder das zweite Bauteil (6) bereichsweise, in einer Zwischenschicht, in einer Oberflächenbeschichtung oder in Gänze ein Material umfasst, das eine niedrigere Schmelztemperatur als die Temperatur beim thermischen Fügen aufweist.