DE102019203632A1

DE102019203632A1 - Verfahren zum Prägen eines Bauteils

Info

Publication number: DE102019203632A1
Application number: DE102019203632.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Haßdendeufel; Stefan Schill; Daniel Schleicher
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US20240083100A1; CN111702055A; CN111702055B; US20200298465A1; US11738500B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen eines Bauteils und ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten geprägten Bauteils mit einem zweiten Bauteil. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit wenigstens einem geprägten Bauteil.Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass wenigstens eine Stütznut in der Umgebung einer Funktionsnut eingesetzt und/oder eingebracht wird, um ein Fließen eines Materialabschnitt eines Bauteils quer zur Wirkungsrichtung des Prägedruckes zu reduzieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen eines Bauteils und ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten geprägten Bauteils mit einem zweiten Bauteil. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit wenigstens einem geprägten Bauteil.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass ein Blechteil eine geprägte Nut aufweisen kann, in die ein zweites Bauteil eingesteckt wird. Anschließend wird eine Verlötung des Blechteils mit dem zweiten Bauteil vorgenommen, wobei ein Lötmittel in einen Lötspalt zwischen der geprägten Nut des Blechteils und dem zweiten Bauteil eingebracht wird. Eine lötgerechte Konstruktion erfordert kleine Lötspalte, um eine ausreichende Kapillarwirkung und eine sichere Verlötung zu gewährleisten.
Nachteilig an den bekannten Prägeverfahren ist, dass während des Prägens der Nut aufgrund des Prägedruckes ein Materialabschnitt des Blechteils quer zur Wirkungsrichtung des Prägedruckes fließt. Hierdurch bildet die Nut schräg zueinander ausgerichtete Seitenwände aus, sodass der Lötspalt zwischen der Nut und den zweiten Bauteil nicht konstant ist und Abmessungen aufweisen kann, die nachteilig für eine sichere Verlötung sind. Analog verhält es sich mit Klebeverbindungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prägeverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem wenigstens eine Nut ausgebildet wird, die für eine lötgerechte oder klebegerechte Konstruktion optimiert ist. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten geprägten Bauteils mit einem zweiten Bauteil anzugeben. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit wenigstens einem geprägten Bauteil anzugeben, welches für eine lötgerechte oder klebegerechte Konstruktion optimiert ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass wenigstens eine Stütznut in der Umgebung einer Funktionsnut eingesetzt und/oder eingebracht wird, um ein Fließen eines Materialabschnitt eines Bauteils quer zur Wirkungsrichtung des Prägedruckes zu reduzieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prägen eines Bauteils sieht ein Bauteil vor, welches wenigstens einen ersten Oberflächenabschnitt und einen zweiten Oberflächenabschnitt aufweist. Der erste Oberflächenabschnitt und der zweite Oberflächenabschnitt liegen sich gegenüber und sind voneinander beabstandet.
Der Abstand zwischen dem ersten Oberflächenabschnitt und dem zweiten Oberflächenabschnitt kann der Wandstärke bzw. der Materialdicke des Bauteils entsprechen. Das Bauteil kann als Blechteil ausgebildet sein. Ein solches Blechteil kann wenigstens abschnittsweise einen ebenen Blechteilabschnitt und/oder wenigstens abschnittsweise einen gebogenen Blechteilabschnitt aufweisen. Die Wandstärke des Bauteils, insbesondere des Blechteils, kann kleiner als die Länge des Bauteils und/oder kleiner als die Breite des Bauteils sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass am ersten Oberflächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut in das Bauteil eingeprägt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass am ersten Oberflächenabschnitt eine Funktionsnut in das Bauteil eingeprägt wird, wobei die Funktionsnut wenigstens abschnittsweise von der ersten Stütznut beabstandet angeordnet ist. Hierbei ist die Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils für eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet.
Die Einprägung der ersten Stütznut und/oder der Funktionsnut kann in einem Fertigungsschritt oder in mehreren Fertigungsschritten erfolgen. Die Einprägung der ersten Stütznut und/oder der Funktionsnut kann durch abschnittsweises Eindrücken und/oder abschnittsweises Rollieren des Bauteils erfolgen.
Durch die erste Stütznut kann während der Einprägung der Funktionsnut ein Flie-ßen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt bzw. ein Fließen des Materialabschnittes parallel zu einer Oberflächenausdehnungsrichtung des ersten Oberflächenabschnittes reduziert werden. Insbesondere kann durch die erste Stütznut während der Einprägung der Funktionsnut ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt im Bereich zwischen der ersten Stütznut reduziert werden.
Hierdurch bildet die Funktionsnut wenigstens eine Seitenwand aus, die optimiert für eine sichere stoffschlüssige Verbindung mit einem zweiten Bauteil sind. Wird das zweite Bauteil in die Funktionsnut eingesteckt, entsteht ein zwischen der Funktionsnut und dem zweiten Bauteil wenigstens ein nahezu paralleler bzw. ein im Wesentlichen paralleler Lötspalt oder Klebespalt, der für eine lötgerechte oder klebegerechte Konstruktion optimiert ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass am ersten Oberflächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine zweite Stütznut in das Bauteil eingeprägt wird, dass die erste Stütznut und die zweite Stütznut wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind, dass die Funktionsnut wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut und der zweiten Stütznut angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass am ersten Oberflächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut und eine zweite Stütznut in das Bauteil eingeprägt werden. Die erste Stütznut und die zweite Stütznut sind wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass am ersten Oberflächenabschnitt eine Funktionsnut in das Bauteil eingeprägt wird, wobei die Funktionsnut wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut und der zweiten Stütznut angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet ist. Hierbei ist die Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils für eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet.
Die Einprägung der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut und/oder der Funktionsnut kann in einem Fertigungsschritt oder in mehreren Fertigungsschritten erfolgen. Die Einprägung der ersten Stütznut und der zweiten Stütznut kann zeitgleich erfolgen. Die Einprägung der ersten Stütznut und der zweiten Stütznut und der Funktionsnut kann zeitgleich erfolgen. Die Einprägung der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut und/oder der Funktionsnut kann durch abschnittsweises Eindrücken und/oder abschnittsweises Rollieren des Bauteils erfolgen.
Durch die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut kann während der Einprägung der Funktionsnut ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt bzw. ein Fließen des Materialabschnittes parallel zu einer Oberflächenausdehnungsrichtung des ersten Oberflächenabschnittes reduziert werden. Insbesondere kann durch die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut während der Einprägung der Funktionsnut ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt im Bereich zwischen der ersten Stütznut und/oder die zweiten Stütznut reduziert werden.
Hierdurch bildet die Funktionsnut Seitenwände aus, die optimiert für eine sichere stoffschlüssige Verbindung mit einem zweiten Bauteil sind. Wird das zweite Bauteil in die Funktionsnut eingesteckt, entsteht ein zwischen der Funktionsnut und dem zweiten Bauteil wenigstens ein nahezu paralleler bzw. ein im Wesentlichen paralleler Lötspalt oder Klebespalt, der für eine lötgerechte oder klebegerechte Konstruktion optimiert ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils für einen Lötprozess und/oder während eines Lötprozesses ausgebildet ist, und/oder dass die Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils für einen Klebeprozess und/oder während eines Klebeprozesses ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut eine Querschnittsausgestaltung und/oder Beabstandung zur Funktionsnut aufweisen, sodass während der Einprägung der Funktionsnut die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt reduzieren. Die die erste Stütznut und die zweite Stütznut können eine im Wesentlichen identische Querschnittsausgestaltung und/oder eine im Wesentlichen identische Beabstandung zur Funktionsnut aufweisen. Vorteilhaft hieran ist, dass die Querschnittsausgestaltung und oder die Beabstandung zur Funktionsnut in Abhängigkeit vom Werkstoff optimiert werden kann.
Unter der Querschnittausgestaltung und/oder unter dem Querschnitt einer Stütznut und/oder unter dem Querschnitt der Funktionsnut ist der Querschnitt der jeweiligen Nut quer zu ihrer Längsausdehnung bzw. quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung zu verstehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Einprägung der ersten Stütznut mit einem ersten Prägewerkzeugabschnitt erfolgt, und/oder wobei die Einprägung der zweiten Stütznut mit einem zweiten Prägewerkzeugabschnitt erfolgt, wobei die Einprägung der Funktionsnut mit einem dritten Prägewerkzeugabschnitt erfolgt. Während der Einprägung der Funktionsnut reduzieren der erste Prägewerkzeugabschnitt und der zweite Prägewerkzeugabschnitt ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt.
Der erste Prägewerkzeugabschnitt kann wenigstens abschnittweise komplementär zur ersten Stütznut ausgebildet sein. Der zweite Prägewerkzeugabschnitt kann wenigstens abschnittweise komplementär zur zweiten Stütznut ausgebildet sein. Der dritte Prägewerkzeugabschnitt kann wenigstens abschnittweise komplementär zur Funktionsnut ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass während der Einprägung der Funktionsnut der erste Prägewerkzeugabschnitt in der ersten Stütznut ist und/oder der zweite Prägewerkzeugabschnitt in der zweiten Stütznut ist. Hierdurch wird ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt weiter reduziert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut und die Funktionsnut wenigstens abschnittweise im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierunter kann zu verstehen sein, dass eine Längserstreckungsrichtung der ersten Stütznut, eine Längserstreckungsrichtung der zweiten Stütznut und eine Längserstreckungsrichtung der Funktionsnut wenigstens abschnittweise im Rahmen der Fertigungstoleranzen parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch kann eine lötgerechte Ausgestaltung der Funktionsnut entlang ihrer Längserstreckungsrichtung gewährleistet werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut im Querschnitt eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Querschnitt der Funktionsnut ist quer zu ihrer Längsausdehnung bzw. quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung zu betrachten. Die erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand sind über eine Stirnseite verbunden sein. Die erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand können im Wesentlichen quer und/oder senkrecht zur Oberflächenausdehnungsrichtung des ersten Oberflächenabschnittes ausgerichtet sein. Die erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand können im Wesentlichen quer und/oder senkrecht zur Stirnseite ausgerichtet sein. Der Abstand zwischen dem ersten Oberflächenabschnitt und der Stirnseite kann eine Tiefe der Funktionsnut definieren. Diese Tiefe der Funktionsnut kann als Toleranzausgleich eingesetzt werden.
Durch die im Wesentlichen parallele erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand wird beim Einstecken eines zweiten Bauteils in die Funktionsnut ein Lötspalt mit einer konstanten Abmessung und/oder konstante Spaltbreite ausgebildet, sodass die Kapillarwirkung bei einem Lötvorgang maximiert wird und eine sichere Verlötung gewährleistet werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut einen rechteckartigen Querschnitt aufweist. Hierbei sind die eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand über eine Stirnseite verbunden sein. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Seitenwand und/oder die zweite Seitenwand kürzer sind als die Stirnseite.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut jeweils einen trapezartigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut ist quer zu ihrer Längsausdehnung bzw. quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung zu betrachten. Der trapezartigen Querschnitt der ersten Stütznut und/oder die zweite Stütznut kann als gleichschenkliges und symmetrisches Trapez ausgebildet sein. Der trapezartigen Querschnitt der ersten Stütznut und/oder die zweite Stütznut kann als rechtwinkliges Trapez ausgebildet sein. Die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut können einen im Wesentlichen identischen trapezartigen Querschnitt aufweisen. Durch den trapezartigen Querschnitt kann ein Fließen eines Materialabschnittes des Bauteils parallel zum ersten Oberflächenabschnitt weiter reduziert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut eine Breite aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen der Funktionsnut und der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut ist. Hierdurch kann der Bereich, in dem die Prägungen vorgenommen werden, minimiert werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut eine Breite aufweisen, die kleiner ist als eine Breite der Funktionsnut. Hierdurch kann der Bereich, in dem die Prägungen vorgenommen werden, minimiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Bauteil eine Wandstärke aufweist, wobei eine Tiefe der Funktionsnut bis zu 45 %, insbesondere bis zu 40 %, der Wandstärke entsprechen kann. Hierdurch kann ein Optimum zwischen möglichen Toleranzausgleich und mechanischer Widerstandfähigkeit erzielt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut eine Breite aufweist, die wenigstens einer Wandstärke des Bauteils entspricht. Es kann vorgesehen sein, dass die Breite der Funktionsnut größer ist als die Wandstärke des Bauteils. Die Breite der Funktionsnut kann im Querschnitt betrachtet durch den Abstand zwischen einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand bestimmt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Beginn der Einprägung der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut zeitlich vor dem Beginn der Einprägung der Funktionsnut ausgeführt wird. Hierdurch kann die Funktionsnut besonders materialschonend hergestellt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der zweite Oberflächenabschnitt einprägungsfrei verbleibt. Hierdurch kann das Bauteil beispielweise über den zweiten Oberflächenabschnitt einem dritten Bauteil verbunden, insbesondere verlötet, werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Funktionsnut, die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut in ein flächiges und/oder ebenes Bauteil eingeprägt werden, wobei das geprägte Bauteil anschließend wenigstens abschnittsweise gebogen wird. Während eines Biegevorgangs bleibt die Parallelität der Seitenwände der Funktionsnut im Radius und/oder im Biegeabschnitt und/oder im Biegebereich im Wesentlichen erhalten. Hierbei kann das Bauteil beispielsweise in eine U-, Trapez- oder Halbkreisform mit angepasstem Radius gebogen werden, wobei die Parallelität der Seitenwände der Funktionsnut im Radius und/oder im Biegeabschnitt und/oder im Biegebereich erhalten bleibt.
Ferner ist ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vorgesehen, bei dem ein erstes Bauteil mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Prägung bereitgestellt wird, wobei das erste Bauteil eine Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme des zweiten Bauteils ausbildet. Das zweite Bauteil wird wenigstens teilweise in die Funktionsnut so eingeführt, dass sich zwischen der Funktionsnut und dem zweiten Bauteil wenigstens ein Lötspalt oder Klebespalt ausbildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich mindestens zwei Lötspalte zwischen der Funktionsnut und dem zweiten Bauteil ausbilden. Ein Lötmittel wird in den wenigstens einen Lötspalt oder ein Klebemittel in den wenigstens einen Klebespalt eingebracht, um das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil zu verlöten oder zu verkleben. Der Lötspalt oder Klebespalt kann eine Spaltbreite von 0,05 mm bis 0,3 mm, bevorzugt von 0,05 mm bis 0,2 mm, besonders bevorzugt von 0,05 mm bis 0,1 mm, aufweisen.
Ferner ist eine Vorrichtung mit wenigstens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil vorgesehen, wobei das erste Bauteil eine erfindungsgemäße Prägung aufweist und/oder wobei das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil durch das erfindungsgemäße stoffschlüssige Verbindungsverfahren verlötet oder verklebt ist.
Ferner ist eine Vorrichtung mit wenigstens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil vorgesehen, wobei das erste Bauteil wenigstens einen ersten Oberflächenabschnitt und einen zweiten Oberflächenabschnitt aufweist, wobei der erste Oberflächenabschnitt und der zweite Oberflächenabschnitt sich gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind, wobei das erste Bauteil am ersten Oberflächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut aufweist, wobei das erste Bauteil am ersten Oberflächenabschnitt eine Funktionsnut aufweist, wobei die Funktionsnut wenigstens abschnittsweise von der ersten Stütznut beabstandet angeordnet ist, wobei die Funktionsnut zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils für eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere für einen Lötprozess und/oder während eines Lötprozesses oder für einen Klebeprozess und/oder während eines Klebeprozesses, ausgebildet ist.
Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil kann als Blechteil ausgebildet sein. Ein solches Blechteil kann wenigstens abschnittsweise einen ebenen Blechteilabschnitt und/oder wenigstens abschnittsweise einen gebogenen Blechteilabschnitt aufweisen. Die Wandstärke des Bauteils, insbesondere des Blechteils, kann kleiner als die Länge des Bauteils und/oder kleiner als die Breite des Bauteils sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass erste Bauteil am ersten Oberflächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine zweite Stütznut aufweist, dass die erste Stütznut und die zweite Stütznut wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind, dass die Funktionsnut wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut und der zweiten Stütznut angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut und die Funktionsnut wenigstens abschnittweise im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, und/oder dass Funktionsnut im Querschnitt eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, und/oder dass die Funktionsnut einen rechteckartigen Querschnitt aufweist, und/oder dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut jeweils einen trapezartigen Querschnitt aufweisen, und/oder dass die Funktionsnut eine Breite aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen der Funktionsnut und der ersten Stütznut und/oder der zweiten Stütznut ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Stütznut und/oder die zweite Stütznut eine Breite aufweisen, die kleiner ist als eine Breite der Funktionsnut, und/oder dass das erste Bauteil eine Wandstärke aufweist, wobei eine Tiefe der Funktionsnut bis zu 45 %, insbesondere bis zu 40 %, der Wandstärke des ersten Bauteils entsprechen kann, und/oder dass die Funktionsnut eine Breite aufweist, die wenigstens einer Wandstärke des ersten Bauteils entspricht, und/oder dass der zweite Oberflächenabschnitt des ersten Bauteils einprägungsfrei verbleibt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Wärmeübertrager oder ein Bauteil eines Wärmeübertragers, insbesondere ein Kasten oder ein Gehäuse eines Wärmeübertragers, ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein erstes Bauteil ein Kasten eines Wärmeübertragers und das zweite Bauteil ein Abschlusselement, insbesondere ein Abschlussblech, ist, welches in den Kasten eingelötet wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass dass das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil aus Aluminium ausgebildet ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine Seitenansicht eines ersten Bauteils mit erfindungsgemäßer Prägung,
2 eine Draufsicht des ersten Bauteils der 1,
3 eine Seitenansicht eines ersten Bauteils mit erfindungsgemäßer Prägung und eines zweiten Bauteil vor einem Lötvorgang,
4 eine Seitenansicht eines ersten Bauteils während einer Prägung,
5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der 1 ist ein erstes Bauteil 1 mit einer erfindungsgemäßen Prägung dargestellt, wobei das erste Bauteil wenigstens einen ersten Oberflächenabschnitt 2 und einen zweiten Oberflächenabschnitt 3 aufweist. Vor einem erfindungsgemä-ßen Prägevorgang weist das erste Bauteil 1 einen ersten Oberflächenabschnitt 2 auf, der ähnlich zum dargestellten zweiten Oberflächenabschnitt 3 ausgebildet sein kann. Der erste Oberflächenabschnitt 2 und der zweite Oberflächenabschnitt 3 liegen sich gegenüber und sind voneinander beabstandet. Der Abstand zwischen dem erste Oberflächenabschnitt 2 und dem zweitem Oberflächenabschnitt 3 außerhalb eines Prägebereiches bzw. der Nuten definiert die Wandstärke 17.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Prägen eines Bauteils wird am ersten Oberflächenabschnitt 2 wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut 4 und eine zweite Stütznut 5 und eine Funktionsnut 6 in das erste Bauteil 1 eingeprägt. Die erste Stütznut 4 und die zweite Stütznut 5 sind wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet. Die Funktionsnut 6 ist wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut 4 und der zweiten Stütznut 5 angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet. Der Abstand zwischen der ersten Stütznut 4 und der Funktionsnut 6 ist durch das Pfeilsymbol 15 dargestellt. Der Abstand zwischen der zweiten Stütznut 5 und der Funktionsnut 7 ist durch das Pfeilsymbol 15a dargestellt.
In der 1 ist der Querschnitt der ersten Stütznut 4 und der zweiten Stütznut 5 erkennbar, wobei beiden Stütznuten 4 und 5 einen trapezartigen Querschnitt aufweisen. In der 1 ist der trapezartige Querschnitt als gleichschenkliges Trapez ausgebildet, wohingegen der trapezartige Querschnitt der beiden Stütznuten 4 und 5 in 4 beispielhaft als rechtwinkliges Trapez ausgebildet ist.
Der Querschnitt der ersten Stütznut 4 und der zweiten Stütznut 5 weist einen Stirnseite 22 bzw. eine Stirnseite 23 auf, wobei sich diese Stirnseiten 22 und 23 im Wesentlichen parallel zu einer Oberflächenausdehnungsrichtung 23 erstrecken. Die Oberflächenausdehnungsrichtung 23 ist im Wesentlichen parallel zum ersten Oberflächenabschnitt 2 und/oder parallel zum zweiten Oberflächenabschnitt 3 ausgerichtet. Die Stirnseite 22 und die eine Stirnseite 23 sind jeweils über Seitenflächen mit dem ersten Oberflächenabschnitt 2 verbunden, wobei diese Seitenflächen schräg zur Oberflächenausdehnungsrichtung 23 ausgerichtet sind. Bevorzugt können diese Seitenflächen wenigstens einen Winkel von 45° zur Oberflächenausdehnungsrichtung 23 einschließen. Die Breite der der ersten Stütznut 4 und der zweiten Stütznut 5 ist durch das Pfeilsymbol 16 bzw. 16a dargestellt.
Die Funktionsnut 6 weist einen rechtartigen Querschnitt auf, der durch die erste Seitenwand 12, die zweite Seitenwand 13 und die Stirnseite 21 begrenz bzw. definiert wird. Der Abstand zwischen dem ersten Oberflächenabschnitt 2 und der Stirnseite 21 kann eine Tiefe 18 der Funktionsnut 6 definieren. Eine Breite 14 der Funktionsnut 6 kann im Querschnitt betrachtet durch den Abstand zwischen der ersten Seitenwand 12 und der zweiten Seitenwand 13 bestimmt werden.
Während der Einprägung der Funktionsnut 6 reduzieren die erste Stütznut 4 und/oder die zweite Stütznut 5 ein Fließen eines Materialabschnittes 8 und/oder 8a des ersten Bauteils 1 parallel zum ersten Oberflächenabschnitt 2 reduzieren. Somit kann in den Wesentlichen eine zueinander parallele Ausrichtung der ersten Seitenwand 12 und der zweiten Seitenwand 13 erzielt werden.
Wie in 2 dargestellt, sind eine Längserstreckungsrichtung 24 der ersten Stütznut 4, eine Längserstreckungsrichtung 24a der zweiten Stütznut 5 und eine Längserstreckungsrichtung 25 der Funktionsnut 6 wenigstens abschnittweise im Rahmen der Fertigungstoleranzen parallel zueinander ausgerichtet.
In der 3 ist ein zweites Bauteil 7 gezeigt, welches wenigstens teilweise in die Funktionsnut 6 so eingeführt wird, dass sich zwischen der Funktionsnut 6 und dem zweiten Bauteil 7 wenigstens ein Lötspalt 19 und ein Lötspalt 19a ausbildet. In einem Lotverfahren kann anschließend ein Lötmittel in den wenigstens einen Lötspalt 19 eingebracht werden, um das erste Bauteil 1 mit dem zweiten Bauteil 7 zu verlöten.
In der 4 ist dargestellt, dass die Einprägung der ersten Stütznut 4 mit einem ersten Prägewerkzeugabschnitt 9 erfolgt, wobei die Einprägung der zweiten Stütznut 5 mit einem zweiten Prägewerkzeugabschnitt 10 erfolgt. Die Einprägung der Funktionsnut 6 erfolgt mit einem dritten Prägewerkzeugabschnitt 11. Während der Einprägung der Funktionsnut 6 kann der erste Prägewerkzeugabschnitt 9 in der ersten Stütznut 4 sein, wohingegen der zweite Prägewerkzeugabschnitt 10 in der zweiten Stütznut 5 sein kann.
In der 5 ist eine Vorrichtung 20 mit einem ersten Bauteil 1 und einem zweiten Bauteil 2 dargestellt, wobei das erste Bauteil 1 umlaufenden eine erfindungsgemäße Prägung mit einer ersten Stütznut 4, einer zweiten Stütznut 5 und einer Funktionsnut 6 aufweist, wobei das zweite Bauteil 7 in die Funktionsnut 6 eingesteckt wird.
Das erste Bauteil 1 bildet einen Teilabschnitt eines Kastens eines Wärmeübertrages aus, wobei das zweite Bauteil 7 ein Abschlussblech ausbildet.
Das Abschlussblech 7 wird in die Funktionsnut 6 eingeschoben und vorzugsweise verlötet. Die Verlötung erfolgt vorzugsweise entlang einer Ober- und/oder Unterseite des Abschlussbleches 7 und dem Kasten 2. Dort ist wegen der exakten Prägung der Funktionsnut und der relativ genau definierten Dicke des Abschlussbleches 7 ein kleinstmöglicher Lötspalt einfach sicherzustellen. Toleranzen größer 0,1 mm in der Breite von Kasten 1 oder Abschlussblech 7 können so ohne Nachteile für die Verlötbarkeit ausgeglichen werden.
In der 5 ist ein erstes Bauteil 1 dargestellt, bei dem die erste Stütznut 4, die zweite Stütznut 5 und die Funktionsnut 6 beispielsweise eingeprägt wurden, während das erste Bauteil 1 in einer flachen und/oder ebenen Ausgestaltung vorgelegen hat. Anschließend wurde das erste Bauteil 1 gemäß der Darstellung der 5 in eine U-, Trapez- oder Halbkreisform mit angepasstem Radius 26 gebogen, wobei die Parallelität der ersten Seitenwand 12 und der zweiten Seitenwand 13 im Biegebereich mit angepasstem Radius 26 erhalten bleibt.

Claims

Verfahren zum Prägen eines Bauteils (1), - wobei das Bauteil (1) wenigstens einen ersten Oberflächenabschnitt (2) und einen zweiten Oberflächenabschnitt (3) aufweist, - wobei der erste Oberflächenabschnitt (2) und der zweite Oberflächenabschnitt (3) sich gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind, - bei dem am ersten Oberflächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut (4) in das Bauteil (1) eingeprägt wird, - bei dem am ersten Oberflächenabschnitt (2) eine Funktionsnut (6) in das Bauteil (1) eingeprägt wird, - wobei die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittsweise von der ersten Stütznut (4) beabstandet angeordnet ist, - wobei die Funktionsnut (6) zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils (7) für eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass am ersten Oberflächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise eine zweite Stütznut (5) in das Bauteil (1) eingeprägt wird, - dass die erste Stütznut (4) und die zweite Stütznut (5) wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind, - dass die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut (4) und der zweiten Stütznut (5) angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass die Funktionsnut (6) zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils (7) für einen Lötprozess und/oder während eines Lötprozesses ausgebildet ist, und/oder - dass die Funktionsnut (6) zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils (7) für einen Klebeprozess und/oder während eines Klebeprozesses ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) eine Querschnittsausgestaltung und/oder Beabstandung zur Funktionsnut (6) aufweisen, - sodass während der Einprägung der Funktionsnut (6) die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) ein Fließen eines Materialabschnittes (8) des Bauteils (1) parallel zum ersten Oberflächenabschnitt (2) reduzieren.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Einprägung der ersten Stütznut (4) mit einem ersten Prägewerkzeugabschnitt (9) erfolgt, und/oder - dass die Einprägung der zweiten Stütznut (5) mit einem zweiten Prägewerkzeugabschnitt (10) erfolgt, - dass die Einprägung der Funktionsnut (6) mit einem dritten Prägewerkzeugabschnitt (11) erfolgt, - wobei während der Einprägung der Funktionsnut (6) der erste Prägewerkzeugabschnitt (9) und der zweite Prägewerkzeugabschnitt (10) ein Fließen eines Materialabschnittes (8) des Bauteils (1) parallel zum ersten Oberflächenabschnitt (2) reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einprägung der Funktionsnut (6) der erste Prägewerkzeugabschnitt (9) in der ersten Stütznut (4) ist und/oder der zweite Prägewerkzeugabschnitt (10) in der zweiten Stütznut (5) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) und die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittweise im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsnut (6) im Querschnitt eine erste Seitenwand (12) und eine zweite Seitenwand (13) aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsnut (6) einen rechteckartigen Querschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) jeweils einen trapezartigen Querschnitt aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsnut (6) eine Breite (14) aufweist, die größer ist als der Abstand (15) zwischen der Funktionsnut und der ersten Stütznut (4) und/oder der zweiten Stütznut (5) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) eine Breite (16) aufweisen, die kleiner ist als eine Breite (14) der Funktionsnut (6).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) eine Wandstärke (17) aufweist, wobei eine Tiefe (18) der Funktionsnut (6) bis zu 45 %, insbesondere bis zu 40 %, der Wandstärke (17) entsprechen kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsnut (6) eine Breite (14) aufweist, die wenigstens einer Wandstärke (17) des Bauteils (1) entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Einprägung der ersten Stütznut (4) und/oder der zweiten Stütznut (5) zeitlich vor dem Beginn der Einprägung der Funktionsnut (6) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Oberflächenabschnitt (3) einprägungsfrei verbleibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Funktionsnut (6), die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) in ein flächiges und/oder ebenes Bauteil (1) eingeprägt werden, - wobei das geprägte Bauteil (1) anschließend wenigstens abschnittsweise gebogen wird.
Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten Bauteils (1) mit einem zweiten Bauteil (7), - bei dem ein erstes Bauteil (1) mit wenigstens einer Prägung nach einem der vorangehenden Ansprüche bereitgestellt wird, - wobei das erste Bauteil (1) eine Funktionsnut (6) zur teilweisen Aufnahme des zweiten Bauteils (7) ausbildet, - wobei das zweite Bauteil (7) wenigstens teilweise in die Funktionsnut (6) so eingeführt wird, dass sich zwischen der Funktionsnut (6) und dem zweiten Bauteil (7) wenigstens ein Lötspalt (19) oder ein Klebespalt ausbildet, - wobei ein Lötmittel in den wenigstens einen Lötspalt (19) oder ein Klebemittel in den wenigstens einen Klebespalt eingebracht wird, um das erste Bauteil (1) mit dem zweiten Bauteil (7) zu verlöten oder zu verkleben.
Vorrichtung (20) - mit wenigstens einem ersten Bauteil (1) und einem zweiten Bauteil (7), - wobei das erste Bauteil (1) eine Prägung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist und/oder wobei das erste Bauteil (1) mit dem zweiten Bauteil (7) durch ein stoffschlüssiges Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 18 verlötet oder verklebt ist.
Vorrichtung (20) - mit wenigstens einem ersten Bauteil (1) und einem zweiten Bauteil (7), - wobei das erste Bauteil (1) wenigstens einen ersten Oberflächenabschnitt (2) und einen zweiten Oberflächenabschnitt (3) aufweist, - wobei der erste Oberflächenabschnitt (2) und der zweite Oberflächenabschnitt (3) sich gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind, - wobei das erste Bauteil (1) am ersten Oberflächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise eine erste Stütznut (4) aufweist, - wobei das erste Bauteil (1) am ersten Oberflächenabschnitt (2) eine Funktionsnut (6) aufweist, - wobei die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittsweise von der ersten Stütznut (4) beabstandet angeordnet ist, - wobei die Funktionsnut (6) zur teilweisen Aufnahme eines zweiten Bauteils (7) für eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere für einen Lötprozess und/oder während eines Lötprozesses oder für einen Klebeprozess und/oder während eines Klebeprozesses, ausgebildet ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Bauteil (1) am ersten Oberflächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise eine zweite Stütznut (5) aufweist, - dass die erste Stütznut (4) und die zweite Stütznut (5) wenigstens abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind, - dass die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittsweise zwischen der ersten Stütznut (4) und der zweiten Stütznut (5) angeordnet und von diesen beabstandet angeordnet ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, - dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) und die Funktionsnut (6) wenigstens abschnittweise im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, und/oder - dass Funktionsnut (6) im Querschnitt eine erste Seitenwand (12) und eine zweite Seitenwand (13) aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, und/oder dass die Funktionsnut (6) einen rechteckartigen Querschnitt aufweist, und/oder - dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) jeweils einen trapezartigen Querschnitt aufweisen, und/oder - dass die Funktionsnut (6) eine Breite (14) aufweist, die größer ist als der Abstand (15) zwischen der Funktionsnut (6) und der ersten Stütznut (4) und/oder der zweiten Stütznut (5) ist.
Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, - dass die erste Stütznut (4) und/oder die zweite Stütznut (5) eine Breite (16) aufweisen, die kleiner ist als eine Breite (14) der Funktionsnut (6), und/oder - dass das erste Bauteil (1) eine Wandstärke (17) aufweist, wobei eine Tiefe (18) der Funktionsnut (6) bis zu 45 %, insbesondere bis zu 40 %, der Wandstärke (17) des ersten Bauteils (1) entsprechen kann, und/oder - dass die Funktionsnut (6) eine Breite (14) aufweist, die wenigstens einer Wandstärke (17) des ersten Bauteils (1) entspricht, und/oder - dass der zweite Oberflächenabschnitt (3) des ersten Bauteils (1) einprägungsfrei verbleibt.
Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) ein Wärmeübertrager oder ein Bauteil eines Wärmeübertragers, insbesondere ein Kasten oder ein Gehäuse eines Wärmeübertragers, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1) und/oder das zweite Bauteil (7) aus Aluminium ausgebildet ist.