DE112010002347T5

DE112010002347T5 - Metallverbundelement, Metallverbindungsverfahren und Metallverbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010002347T5
Application number: DE112010002347T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Murakami; Kimitoshi Makino; Yoshihiko Watanabe; Kazuhide Takahashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2012-07-05
Also published as: WO2010104134A1; CN102348519A; JP2010207852A; JP5461853B2; US20110318598A1

Abstract

Bei einer ersten Metallplatte 10, in der ein erstes Loch 16 ausgebildet ist, einer zweiten Metallplatte 12, in der ein zweite Loch 18 ausgebildet ist, und einer dritten Metallplatte 11, die sandwichartig zwischen der ersten Metallplatte 10 und der zweiten Metallplatte 12 angeordnet ist und in der ein drittes Loch 17 ausgebildet ist, ist ein erster vorspringender Abschnitt 13 als eine Einheit mit der ersten Metallplatte 10 ausgebildet und ist ein zweiter vorspringender Abschnitt 14 als eine Einheit mit der dritten Metallplatte 11 ausgebildet. Der erste vorspringende Abschnitt 13 erstreckt sich von einem Teil einer Endfläche der ersten Metallplatte 10, die das erste Loch 16 begrenzt, und wird in Richtung der dritten Metallplatte 11 gebogen, um in das dritte Loch 17 einzugreifen. Der zweite vorspringende Abschnitt 14 erstreckt sich von einem Teil einer Endfläche der dritten Metallplatte 11, die das dritte Loch 17 begrenzt, und wird in Richtung der zweiten Metallplatte 12 gebogen, um in das zweite Loch 18 einzugreifen. Metallverbundabschnitte 19 sind ausgebildet, in denen der erste vorspringende Abschnitt 13 und die Endfläche der dritten Metallplatte 11, die das dritte Loch 17 begrenzt, miteinander verbunden sind und der zweite vorspringende Abschnitt 14 und die Endfläche der zweiten Metallplatte 12, die das zweite Loch 18 begrenzt, miteinander verbunden sind. Die erste Metallplatte 10, die zweite Metallplatte 12 und die dritte Metallplatte 11 sind aufeinandergestapelt. Der erste vorspringende Abschnitt 13 weist die gleiche Form auf wie die des zweiten vorspringenden Abschnitts 14 und ist auf dem zweiten vorspringenden Abschnitt 12 1 gestapelt.

Description

Technisches Sachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallverbundelement, ein Metallverbindungsverfahren und eine Metallverbindungsvorrichtung und insbesondere ein Metallverbundelement, bei dem drei oder mehr Metallplatten miteinander verbunden sind, und ein Metallverbindungsverfahren und eine Metallverbindungsvorrichtung zum Verbinden von drei oder mehr Metallplatten.
Hintergrund der Erfindung
Als Verfahren zum Verbinden von Metallplatten miteinander ist ein Verfahren zum Kompressionsbonden von Metallplatten miteinander durch Crimpen bekannt. Beim Verbinden mittels Crimpen sind jedoch, da das Verbinden der Metallplatten miteinander von Eigenspannung und Kontakt abhängig ist, die aus dem Crimpen resultieren, keine ausreichenden elektrischen Eigenschaften gegeben. Ferner sind zahlreiche Spalten in den Kontaktabschnitten vorhanden, die dahin gehend zu einem Problem führen, dass es schwierig ist, die elektrischen Eigenschaften über einen langen Zeitraum im Hinblick auf Korrosion sicherzustellen. Ferner wird zwar erwogen, Metallplatten mittels Gas oder Plasma zu schmelzen, um sie miteinander zu verschweißen, damit die elektrischen Eigenschaften sichergestellt sind, es ist jedoch schwierig, den Prozess zu automatisieren, und somit ist der Prozess nicht für eine Massenproduktion geeignet, was zu einem Kostenproblem führt.
Übersicht über die Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Die Erfindung schafft ein Metallverbundelement, bei dem drei oder mehr Metallplatten miteinander verbunden sind, und ein Metallverbindungsverfahren und eine Metallverbindungsvorrichtung zum Verbinden von drei oder mehr Metallplatten miteinander, um eine größere Zuverlässigkeit zu erreichen.
Mittel zum Lösen des Problems
Ein Metallverbundelement gemäß der Erfindung weist eine erste Metallplatte, eine zweite Metallplatte, eine dritte Metallplatte, einen ersten vorspringenden Abschnitt, einen zweiten vorspringenden Abschnitt, einen ersten Metallverbundabschnitt und einen zweiten Metallverbundabschnitt auf. Die dritte Metallplatte ist sandwichartig zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte angeordnet. Ein erstes Loch ist in der ersten Metallplatte ausgebildet, ein zweites Loch ist in der zweiten Metallplatte ausgebildet und ein drittes Loch ist in der dritten Metallplatte ausgebildet. Der erste vorspringend Abschnitt ist als eine Einheit so mit der ersten Metallplatte ausgebildet, dass sich der erste vorspringende Abschnitt von einem Teil einer Endfläche der ersten Metallplatte, welche das erste Loch begrenzt, erstreckt, so dass der erste vorspringende Abschnitt in Richtung der dritten Metallplatte gebogen wird, um in das dritte Loch einzugreifen. Der zweite vorspringende Abschnitt ist als eine Einheit so mit der dritten Metallplatte ausgebildet, dass sich der zweite vorspringende Abschnitt von einem Teil einer Endfläche der dritten Metallplatte, welche das dritte Loch begrenzt, erstreckt, so dass der zweite vorspringende Abschnitt in Richtung der zweiten Metallplatte gebogen wird, um in das zweite Loch einzugreifen. Der erste Metallverbundabschnitt ist ein Abschnitt, bei dem der erste vorspringende Abschnitt und die Endfläche der dritten Metallplatte, welche das dritte Loch begrenzt, miteinander verbunden sind. Der zweite Metallverbundabschnitt ist ein Abschnitt, bei dem der zweite vorspringende Abschnitt und die Endfläche der zweiten Metallplatte, welche das zweite Loch begrenzt, miteinander verbunden sind. Die erste Metallplatte, die zweite Metallplatte und die dritte Metallplatte sind aufeinandergestapelt. Der erste vorspringende Abschnitt hat die gleiche Form wie die des zweiten vorspringenden Abschnitts. Der erste vorspringende Abschnitt und der zweite vorspringende Abschnitt sind aufeinandergestapelt.
Mindestens zwei der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte können aus Metallen gefertigt sein, die sich voneinander unterscheiden.
Mindestens eine der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte kann plattiert sein.
Die Dicken von mindestens zwei der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte können sich voneinander unterscheiden.
Die Breite des ersten vorspringenden Abschnitts in einer Richtung, die die Ausdehnungsrichtung des vorspringenden Abschnitts im rechten Winkel schneidet, kann sich vergrößern, wenn sich der erste vorspringende Abschnitt in seiner Ausdehnungsrichtung erstreckt, und die Breite des zweiten vorspringenden Abschnitts in einer Richtung, die im rechten Winkel zu der Ausdehnungsrichtung des vorspringenden Abschnitts verläuft, kann sich vergrößern, wenn sich der zweite vorspringende Abschnitt in seiner Ausdehnungsrichtung erstreckt.
Ein viertes Loch kann in der ersten Metallplatte ausgebildet sein, und der dritte vorspringende Abschnitt kann sich von einem Teil einer Endfläche der ersten Metallplatte, welche das vierte Loch begrenzt, erstrecken. Der erste vorspringende Abschnitt und der dritte vorspringende Abschnitt sind so ausgebildet, dass sie sich von einem Abschnitt zwischen dem ersten Loch und dem vierten Loch erstrecken.
Ein Metallverbindungsverfahren nach der Erfindung umfasst einen Schritt des Stapelns einer ersten Metallplatte, die einen ersten Abschnitt aufweist, einer zweiten Metallplatte, die einen zweiten Abschnitt aufweist, der die gleiche Form hat wie die des ersten Abschnitts, und einer dritten Metallplatte, die einen dritten Abschnitt aufweist, der die gleichen Form hat wie die des zweiten Abschnitts, aufeinander, so dass die dritte Metallplatte zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte angeordnet ist und dass der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der dritte Abschnitt übereinander angeordnet sind; einen Schritt des Pressens des ersten Abschnitts der ersten Metallplatte so, dass ein Teil des Außenumfangs des ersten Abschnitts eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der erste Abschnitt in Richtung der dritten Metallplatte gebogen wird, dass ein Teil des Außenumfangs des dritten Abschnitts eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der dritte Abschnitt in Richtung der zweiten Metallplatte gebogen wird, und dass ein Teil des Außenumfangs des zweiten Abschnitts eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der zweite Abschnitt in Richtung einer gegenüberliegenden Seite der zweiten Metallplatte gebogen wird, so dass der erste Abschnitt mit einer nicht eingeschnittenen Fläche der dritten Metallplatte in Kontakt gebracht wird und der dritte Abschnitt mit einer nicht eingeschnittenen Fläche der zweiten Metallplatte in Kontakt gebracht wird.
Eine Metallverbindungsvorrichtung nach der Erfindung weist eine erste Pressform und eine zweite Pressform auf. Die erste Pressform weist einen Pressvorsprung zum Pressen einer Metallplatte auf, bei dem die Höhe in einer Pressrichtung an einem ersten Ende einer ersten Richtung, die die Pressrichtung im rechten Winkel schneidet, höher ist als die Höhe in der Pressrichtung an einem zweiten Ende, das dem ersten Ende in der ersten Richtung gegenüberliegt. Ein Pressloch, das eine Form aufweist, die derjenigen des Pressvorsprungs entspricht, ist in der zweiten Pressform ausgebildet.
Die Länge des ersten Endes in einer zweiten Richtung, die die Pressrichtung und die erste Richtung im rechten Winkel schneidet, kann länger sein als die Länge des zweiten Endes in der zweiten Richtung.
Die erste Pressform kann einen zweiten Pressvorsprung aufweisen. Ein zweites Pressloch, das eine Form aufweist, die derjenigen des zweiten Pressvorsprungs entspricht, ist in der zweiten Pressform ausgebildet. Die Höhe in der Pressrichtung des zweiten Pressvorsprungs an einem ersten Ende in der ersten Richtung ist höher als die Höhe in der Pressrichtung des zweiten Pressvorsprungs an einem zweiten Ende in der ersten Richtung, und das zweite Ende des Pressvorsprungs und das zweite Ende des zweiten Pressvorsprungs sind zwischen dem ersten Ende des Pressvorsprungs und dem ersten Ende des zweiten Pressvorsprungs angeordnet.
Vorteil der Erfindung
Wie oben beschrieben, kann nach Erfindungen, wie sie in Ansprüchen 1, 7 und 8 beschrieben sind, da eine Reibung erzeugt wird zwischen eingeschnittenen Außenumfangsflächen des vorspringenden Abschnitts der Metallplatten und eingeschnittenen Innenumfangsflächen der Löcher in den Metallplatten, die in der Pressrichtung direkt aufeinandergestapelt sind, wenn die Metallplatten gepresst werden, so dass die Metallverbundabschnitte erhalten werden, die Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und der Zuverlässigkeit erreicht werden.
Nach einer Erfindung gemäß Anspruch 1 können die Metallplatten, die aus unterschiedlichen Arten von Metallen gefertigt sind, miteinander verbunden sein.
Nach einer Erfindung gemäß Anspruch 3 können, da die Metallplatten durch Plattieren mindestens einer der Metallplatten weich gemacht werden können, die Metallplatten leicht dadurch eingeschnitten werden, dass eine Kraft auf diese aufgebracht wird, welche die Streckspannung der Metallplatten übersteigt.
Nach einer Erfindung gemäß Anspruch 4 können die Metallplatten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, ebenfalls miteinander verbunden sein.
Nach einer Erfindung gemäß Anspruch 5 kann, da das Verbinden der Metallverbundabschnitte durch eine Normallast begünstigt wird, die in den eingeschnittenen Flächen dadurch erzeugt wird, dass die vorspringenden Abschnitte in die Löcher in Richtung der Seiten der Löcher gepresst werden, wo die Breite der Löcher verringert ist, eine weitere Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und der Zuverlässigkeit erreicht werden.
Nach einer Erfindung gemäß Anspruch 6 können zwei Metallverbundabschnitte über eine Nichteinschneidelinie hinweg erhalten werden, wodurch es möglich wird, eine weitere Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und der Zuverlässigkeit zu erreichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine teilweise perspektivische Ansicht eines Metallverbundelements nach der Erfindung.
2 zeigt eine Draufsicht des in 1 gezeigten Metallverbindungselements.
3 zeigt eine Ansicht des in 2 gezeigten Metallverbundelements wie in der von Pfeil P1 angezeigten Richtung gesehen.
4 zeigt eine Ansicht des in 2 gezeigten Metallverbundelements wie in der von Pfeil P2 angezeigten Richtung gesehen.
5 zeigt eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Metallverbundelements entlang der Linie I-I.
6 zeigt eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Metallverbundelements entlang der Linie II-II.
7 zeigt eine Zeichnung mit Darstellung eines in 6 gezeigten Metallverbundabschnitts.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Darstellung einer Ausführungsform einer Metallverbindungsvorrichtung nach der Erfindung.
9 zeigt eine Draufsicht einer ersten Pressform, die die in 8 gezeigte Metallverbindungsvorrichtung bildet.
10 zeigt eine Schnittansicht der in 8 gezeigten Metallverbindungsvorrichtung entlang der Linie III-III mit Darstellung des Zustands vor dem Pressen des Metallverbundelements.
11 zeigt eine Schnittansicht der in 8 gezeigten Metallverbindungsvorrichtung entlang der Linie III-III mit Darstellung des Zustands nach dem Pressen des Metallverbundelements.
Verfahren zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 bis 7 gezeigt, weist ein Metallverbundelement 1 drei Metallplatten 10, 11, 12 auf, die beispielsweise aus dem gleichen Metall gefertigt sind. Wie in 5 gezeigt, weist das Metallverbundelement 1 vorspringende Abschnitte 13, 14, 15, Löcher 16, 17, 18 und Metallverbundabschnitte 19 (6) auf.
Der vorspringende Abschnitt 13 ist in der Metallplatte 10 vorgesehen. Der vorspringende Abschnitt 14 ist in der Metallplatte 11 vorgesehen. Der vorspringende Abschnitt 15 ist in der Metallplatte 12 vorgesehen. Die vorspringenden Abschnitte 13 bis 15 sind, wie in 2 gezeigt, so angeordnet, dass sie in einer Pressrichtung Y1 vorspringen, und zwar dadurch, dass die drei Metallplatten 10 bis 12 entlang Einschneidelinien L2 eingeschnitten sind, welche jeweils von einem Ende einer Nichteinschneidelinie L1 zu dem anderen Ende der Nichteinschneidelinie L1 entlang einer Seite verlaufen, die von der Nichteinschneidelinie L1 entfernt liegt, und gleichzeitig Abschnitte der zwei Metallplatten 10, 11 gepresst werden, die von den Einschneidelinien L2 und der Nichteinschneidelinie L1 in einem Zustand umgeben sind, in dem die drei Metallplatten 10 bis 12 übereinander angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Einschneidelinien L2 für eine Nichteinschneidelinie L1 vorgesehen, so dass diese einander über die Nichteinschneidelinie L1 hinweg zugewandt sind.
Das Loch 16 wird durch Vorsehen des vorspringenden Abschnitts 13 in der Metallplatte 10 ausgebildet. Das Loch 17 wird durch Vorsehen des vorspringenden Abschnitts 14 in der Metallplatte 11 ausgebildet. Das Loch 18 wird durch Vorsehen des vorspringenden Abschnitts 15 in der Metallplatte 12 ausgebildet. Die vorspringenden Abschnitte 13, 14 der verbleibenden Metallplatten 10, 11, mit Ausnahme der Metallplatte 12, die an vorderster Stelle in der Pressrichtung Y1 liegt, werden in die Löcher 17, 18 in den Metallplatten 10, 11 gedrückt, welche in der Pressrichtung Y1 direkt übereinander angeordnet sind. Dabei wird der vorspringende Abschnitt 13 in das Loch 17 gedrückt, wobei bewirkt wird, dass eine eingeschnittene Außenumfangsfläche des vorspringenden Abschnitts gegen eine eingeschnittene Innenumfangsfläche des Lochs 17 reibt, und der vorspringende Abschnitt 14 wird in das Loch 18 gedrückt, wobei bewirkt wird, dass eine eingeschnittene Außenumfangsfläche des vorspringenden Abschnitts gegen eine eingeschnittene Innenumfangsfläche des Lochs 18 reibt. Dadurch werden Oxidschichten durch Reibung entfernt, so dass frische Flächen freiliegen, wodurch die eingeschnittenen Außenumfangsflächen der vorspringenden Abschnitte 13, 14 an den eingeschnittenen Innenumfangsflächen der Löcher 17, 18 haften und, wie in 6 und 7 gezeigt, Metallverbundabschnitte 19 erhalten werden. 7 zeigt, dass die Metalle miteinander verbunden sind, ohne dass Spalten zwischen diesen auftreten. Ferner werden die Formen der vorspringenden Abschnitte 13 bis 15 durch das Pressen verformt. Es wird ferner eine Reibung durch das Verformen in einem Abschnitt erzeugt, in dem die vorspringenden Abschnitte 13, 14 übereinander angeordnet sind, und in einem Abschnitt, in dem die vorspringenden Abschnitte 14, 15 übereinander angeordnet sind, wodurch Metallverbundabschnitte 20 (5) erhalten werden. Somit kann eine Verbesserung des elektrischen Widerstands und der Verbindungsstärke durch Zusammenfügen der Metalle erreicht werden.
Bei dem oben beschriebenen Metallverbundelement 1 kann, da eine Reibung erzeugt wird zwischen den eingeschnittenen Außenumfangsflächen der vorspringenden Abschnitte 13, 14 der Metallplatten 10, 11 und den eingeschnittenen Innenumfangsflächen der Löcher 17, 18 in den Metallplatten 11, 12, die in der Pressrichtung Y1 aneinander angrenzen, wenn die Metallplatten 10, 11, 12 gepresst werden, um die Metallverbundabschnitte 19 zu erhalten, eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und der Zuverlässigkeit erreicht werden.
Ferner besteht bei dem oben beschriebenen Metallverbundelement 1, da die drei Metallplatten 10 bis 12 in einem allgemeinen Pressprozess miteinander verbunden werden können, kein Erfordernis nach einer besonderen Ausrüstung zum Erhalten einer Metallbondung, wodurch es möglich wird, eine Erhöhung der Teilekosten zu vermeiden.
Wie in 2 gezeigt, ist die Einschneidelinie L2 so angeordnet, dass sich die Breite der vorspringenden Abschnitte 13 bis 15 und der Löcher 16 bis 18 in Richtung Y2 der Nichteinschneidelinie verringert, wenn sich die Einschneidelinie L2 der Nichteinschneidelinie L1 nähert.
Ein von der Nichteinschneidelinie L1 und der Einschneidelinie L2 umgebener Abschnitt ist trapezförmig ausgebildet, wobei die Nichteinschneidelinie L1 als Oberseite dient.
Bei dieser Ausgestaltung werden dann, wenn die vorspringenden Abschnitte 13, 14 nach unten gepresst werden, die vorspringenden Abschnitte 13, 14 einzeln in Abschnitte mit kleinerer Breite der Löcher 17, 18 gedrückt, wodurch eine Normallast in den eingeschnittenen Außenumfangsflächen der vorspringenden Abschnitte 13, 14 und den eingeschnittenen Innenumfangsflächen der Löcher 17, 18 erzeugt wird. Dabei wird das Verbinden der Metallplatten 10 bis 12 begünstigt, und es kann eine Verbesserung der Verbindungsstärke der Metallverbundabschnitte 19 erreicht werden.
Bei dem oben beschriebenen Metallverbundelement 1 sind die zwei Einschneidelinien L2 für die eine Nichteinschneidelinie L1 vorgesehen, so dass diese einander über die Nichteinschneidelinie L1 hinweg zugewandt sind. Durch ein solches Anordnen der Einschneidelinien L2 können die zwei Metallverbundabschnitte 19 auf jeweils einer der beiden Seiten der Nichteinschneidelinie L1 erhalten werden, wodurch es möglich wird, eine weitere Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und der Zuverlässigkeit zu erreichen.
Als Nächstes wird eine Metallverbindungsvorrichtung 2 zum Verbinden der drei oben beschriebenen Metallplatten 10 bis 12 miteinander nachstehend anhand von 8, 10 und 11 beschrieben.
Wie in diesen Figuren gezeigt, ist die Metallverbindungsvorrichtung 2 aus einer ersten Pressform 22, einer zweiten Pressform 21 und einer Führung 23 gebildet.
Die zweite Pressform 21 ist beispielsweise in Form eines rechteckigen Quaders vorgesehen und weist zwei Presslöcher 24 in ihrer oberen Fläche auf. Jedes der Presslöcher 24 weist eine Trapezform auf, die identisch ist mit der Form des von der Nichteinschneidelinie L1 und der Einschneidelinie L2 umgebenen Abschnitts in den Metallplatten 10 bis 12 und ist so ausgebildet, dass es flacher wird, wenn sich das Loch 24 der Nichteinschneidelinie L1 nähert. Die Tiefe eines Abschnitts des Presslochs 24, der der Nichteinschneidelinie L1 entspricht, ist 0 oder so vorgesehen, dass die Nichteinschneidelinien L1 der Metallplatten 10 bis 12 nicht eingeschnitten sind. Wenn die Gesamtplattendicke der Metallplatten, die miteinander verbunden werden sollen, größer wird, muss die Divergenz θ (9) jedes der zwei Presslöcher 24 vergrößert werden. Wenn diese Divergenz θ größer ist als 15°, kann eine Normalspannung aufgebracht werden, die ausreicht, um insgesamt drei oder mehr Metallplatten mittels der zweiten Pressform 21 und der ersten Pressform 22 einzuschneiden, wie nachstehend beschrieben wird.
Die erste Pressform 22 ist stabförmig ausgebildet. Die erste Pressform 22 ist, wie von oben gesehen, bandartig ausgestaltet und wird durch Verbinden kürzerer parallel verlaufender Seiten zweier Trapeze gebildet. Zwei Pressvorsprünge 25 sind an einem distalen Ende der ersten Pressform 22 in der Pressrichtung Y vorgesehen. Die zwei Pressvorsprünge 25 weisen eine Form auf, die es ihnen ermöglicht, einzeln in die zwei Presslöcher 24 einzugreifen. Die zwei Pressvorsprünge 25 sind ferner so ausgebildet, dass sich ihre Vorsprunghöhe in der Pressrichtung Y verringert, wenn sich die Pressvorsprünge 25 der Nichteinschneidelinie L1 nähern.
Die Führung 23 ist beispielsweise als rechteckiger Quader ausgebildet, und ein Führungsloch 26 ist in der Führung 23 vorgesehen, welches diese in der Pressrichtung Y1 durchläuft. Das Führungsloch 26 ist bandartig ausgebildet, wodurch es möglich wird, dass die erste Pressform 22 in dieses hineinpasst, damit die erste Pressform 22 in der Pressrichtung Y1 geführt wird.
Als Nächstes wird ein Metallverbindungsverfahren beschrieben, bei dem die oben beschriebene Metallverbindungsvorrichtung 2 verwendet wird. Als Erstes werden, wie in 10 gezeigt, die drei Metallplatten 10 bis 12 aufeinandergestapelt und werden dann auf der zweiten Pressform 21 platziert.
Danach wird, wie in 11 gezeigt, bewirkt, dass sich die erste Pressform 22 in der Pressrichtung Y1 das in der Führung 23 ausgebildete Führungsloch 26 entlang bewegt, und die Metallplatten 10 bis 12 werden sandwichartig zwischen der zweiten Pressform 21 und der ersten Pressform 22 angeordnet.
Wenn bewirkt wird, dass sich die erste Pressform 22 weiter in der Pressrichtung Y1 bewegt, werden die Metallplatten 10 bis 12 entlang den Einschneidelinien L2 eingeschnitten, und zwar von Rändern der Pressvorsprünge 25 entlang den Einschneidelinien L2 und von Rändern der Presslöcher 24 entlang den Einschneidelinien L2. Gleichzeitig werden die Abschnitte der Metallplatten 10 bis 12, die von den Einschneidelinien L2 und der Nichteinschneidelinie L1 umgeben sind, in der Pressrichtung gepresst, wodurch der vorspringende Abschnitt 13 der Metallplatte 10 in das Loch 17 in der Metallplatte 11 gedrückt wird, und der vorspringende Abschnitt 14 der Metallplatte 11 wird in das Loch 18 in der Metallplatte 12 gedrückt, und die eingeschnittenen Außenumfangsflächen der vorspringenden Abschnitte 13, 14 haften an den eingeschnittenen Innenumfangsflächen der Löcher 17, 18, wodurch die Metallverbundabschnitte 19 erhalten werden.
Bei der oben beschriebenen Metallverbindungsvorrichtung 2 ist, da die Metallplatten 10 bis 12 mittels eines allgemeinen Pressprozesses miteinander verbunden werden können, keine besondere Ausrüstung zum Erhalten einer Metallbondung erforderlich, wodurch es möglich wird, eine Erhöhung der Teilekosten zu vermeiden.
Bei der Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist, erfolgt zwar die Herstellung des Metallverbundelements 1 durch Verbinden der drei Metallplatten 10 bis 12 miteinander, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Metallverbundelement 1 kann auch durch Verbinden von drei oder mehr Metallplatten miteinander hergestellt werden.
Bei der Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist, sind bei dem Metallverbundelement 1 zwar die drei Metallplatten 10 bis 12 miteinander verbunden, die aus dem gleichen Metall gefertigt sind, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es hat sich herausgestellt, dass eine Metallverbindung aus unterschiedlichen Metallen erhalten werden kann, wie z. B. aus Zinn, Zink, Gold und Silber, vorausgesetzt, dass drei oder mehr Metallplatten gepresst werden können, um diese einzuschneiden. Mindestens zwei von drei Metallplatten können aus Metallen gefertigt sein, die sich voneinander unterscheiden.
Ferner kann mindestens eine von drei oder mehr Metallplatten mit Zinn, Zink, Gold oder Silber plattiert sein. Da die Metallplatten durch Plattieren mindestens einer der Metallplatten auf die oben beschriebene Weise weich gemacht werden können, können die Metallplatten leicht dadurch eingeschnitten werden, dass eine Kraft, die die Streckspannung der Metallplatten übersteigt, auf die Metallplatten aufgebracht wird.
Bei der Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist, werden zwar bei dem Metallverbundelement 1 die Metallplatten 10 bis 12, deren Dicken identisch sind, miteinander verbunden, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es hat sich herausgestellt, dass eine Metallverbindung aus Metallplatten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, erhalten werden kann, vorausgesetzt, dass drei oder mehr Metallplatten gepresst werden können, um diese einzuschneiden. Mindestens zwei von drei oder mehr Metallplatten können sich in der Dicke voneinander unterscheiden.
Bei der Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist, sind die Einschneidelinien L2 zwar so vorgesehen, dass sich die Breite der vorspringenden Abschnitte 13 bis 15 und der Löcher 16 bis 18 in der Richtung Y2 der Nichteinschneidelinie bei Annäherung an die Nichteinschneidelinie L1 verkleinert, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Einschneidelinien L2 können so vorgesehen sein, dass die Breite der vorspringenden Abschnitte 13 bis 15 und der Löcher 16 bis 18 in der Richtung Y2 der Nichteinschneidelinie beispielsweise konstant bleibt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind zwar die zwei Einschneidelinien L2 für die eine Nichteinschneidelinie L1 vorgesehen, so dass diese einander über die Nichteinschneidelinie L1 hinweg zugewandt sind, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Einschneidelinie L2 für eine Nichteinschneidelinie L1 vorgesehen sein.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Metallplatten 10 bis 12 zwar einfach nur eingeschnitten und gepresst, es kann jedoch beispielsweise eine Interdiffusion zwischen den Metallplatten 10 bis 12 angestrebt werden durch Aufbringen von Wärme auf diese zur gleichen Zeit, zu der die Metallplatten 10 bis 12 eingeschnitten und gepresst werden, oder danach. Durch Anwenden dieses Prozesses wird der Umfang der Metallverbindung erweitert, um eine feste und steife Verbindung zu erreichen.
Die Ausführungsform wird nur beschrieben, um eine typische Ausführungsform der Erfindung zu erläutern, und somit ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Ausführungsform kann durch verschiedene Modifikationen ausgeführt werden, ohne dass dadurch vom Geist der Erfindung abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

2: Metallverbindungsvorrichtung;
10: Metallplatte;
11: Metallplatte;
12: Metallplatte;
13: vorspringender Abschnitt;
14: vorspringender Abschnitt;
15: vorspringender Abschnitt;
16: Loch;
17: Loch;
18: Loch;
19: Metallverbundabschnitt;
21: zweite Pressform;
22: erste Pressform;
24: Pressloch;
25: Pressvorsprung;
L1: Nichteinschneidelinie;
L2: Einschneidelinie;
Y1: Pressrichtung;
Y2: Richtung der Nichteinschneidelinie.

Claims

Metallverbundelement, das umfasst: eine erste Metallplatte, in der ein erstes Loch ausgebildet ist; eine zweite Metallplatte, in der ein zweites Loch ausgebildet ist; eine dritte Metallplatte, die sandwichartig zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte angeordnet ist und in der ein drittes Loch ausgebildet ist; einen ersten vorspringenden Abschnitt, der als eine Einheit so mit der ersten Metallplatte ausgebildet ist, dass sich der erste vorspringende Abschnitt von einem Teil einer Endfläche der ersten Metallplatte, welche das erste Loch begrenzt, erstreckt, so dass der erste vorspringende Abschnitt in Richtung der dritten Metallplatte gebogen wird, um in das dritte Loch einzugreifen; einen zweiten vorspringenden Abschnitt, der als eine Einheit so mit der dritten Metallplatte ausgebildet ist, dass sich der zweite vorspringende Abschnitt von einem Teil einer Endfläche der dritten Metallplatte, welche das dritte Loch begrenzt, erstreckt, so dass der zweite vorspringende Abschnitt in Richtung der zweiten Metallplatte gebogen wird, um in das zweite Loch einzugreifen; einen ersten Metallverbundabschnitt, bei dem der erste vorspringende Abschnitt und die Endfläche der dritten Metallplatte, die das dritte Loch begrenzt, miteinander verbunden sind; und einen zweiten Metallverbundabschnitt, bei dem der zweite vorspringende Abschnitt und die Endfläche der zweiten Metallplatte, welche das zweite Loch begrenzt, miteinander verbunden sind; wobei die erste Metallplatte, die zweite Metallplatte und die dritte Metallplatte aufeinandergestapelt sind, wobei der erste vorspringende Abschnitt und der zweite vorspringenden Abschnitt die gleiche Form aufweisen, und wobei der erste vorspringende Abschnitt auf dem zweiten vorspringenden Abschnitt gestapelt ist.
Metallverbundelement nach Anspruch 1, bei dem mindestens zwei der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte aus Metallen gefertigt sind, die sich voneinander unterscheiden.
Metallverbundelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens eine der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte plattiert ist.
Metallverbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mindestens zwei der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte Dicken aufweisen, die sich voneinander unterscheiden.
Metallverbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem sich die Breite des ersten vorspringenden Abschnitts in einer Richtung, die seine Ausdehnungsrichtung schneidet, vergrößert, wenn sich der erste vorspringende Abschnitt in seiner Ausdehnungsrichtung erstreckt, und wobei sich die Breite des zweiten vorspringenden Abschnitts in einer Richtung, die im rechten Winkel zu seiner Ausdehnungsrichtung verläuft, vergrößert, wenn sich der zweite vorspringende Abschnitt in seiner Ausdehnungsrichtung erstreckt.
Metallverbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein viertes Loch in der ersten Metallplatte ausgebildet ist, wobei bewirkt wird, dass sich ein dritter vorspringender Abschnitt von einem Teil einer Endfläche der ersten Metallplatte, welche das vierte Loch begrenzt, erstreckt, und wobei bewirkt wird, dass sich der erste vorspringende Abschnitt und der dritte vorspringende Abschnitt von einem Abschnitt zwischen dem ersten Loch und dem vierten Loch erstrecken.
Metallverbindungsverfahren, das umfasst: Stapeln einer ersten Metallplatte, die einen ersten Abschnitt aufweist, einer zweiten Metallplatte, die einen zweiten Abschnitt aufweist, der die gleiche Form hat wie die des ersten Abschnitts, und einer dritten Metallplatte, die einen dritten Abschnitt aufweist, der die gleichen Form hat wie die des zweiten Abschnitts, so dass die dritte Metallplatte zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte angeordnet ist und dass der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der dritte Abschnitt übereinander angeordnet sind; und Pressen der ersten Metallplatte, der zweiten Metallplatte und der dritten Metallplatte so, dass ein Teil des Außenumfangs des ersten Abschnitts der ersten Metallplatte eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der erste Abschnitt in Richtung der dritten Metallplatte gebogen wird, dass ein Teil des Außenumfangs des dritten Abschnitts eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der dritte Abschnitt in Richtung der zweiten Metallplatte gebogen wird, dass ein Teil des Außenumfangs des zweiten Abschnitts eingeschnitten wird, damit bewirkt wird, dass der zweite Abschnitt in Richtung einer gegenüberliegenden Seite der zweiten Metallplatte gebogen wird, dass der erste Abschnitt mit einer eingeschnittenen Fläche der dritten Metallplatte in Kontakt gebracht wird und dass der dritte Abschnitt mit einer eingeschnittenen Fläche der zweiten Metallplatte in Kontakt gebracht wird.
Metallverbindungsvorrichtung, die umfasst: eine erste Pressform, die einen Pressvorsprung zum Pressen einer Metallplatte aufweist, bei dem die Höhe in einer Pressrichtung an einem ersten Ende einer ersten Richtung, die die Pressrichtung im rechten Winkel schneidet, höher ist als eine Höhe in der Pressrichtung an einem zweiten Ende, das dem ersten Ende in der ersten Richtung gegenüberliegt; und eine zweite Pressform, in der ein Pressloch ausgebildet ist, das eine Form aufweist, die derjenigen des Pressvorsprungs entspricht.
Metallverbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Länge des ersten Endes in einer zweiten Richtung, die die Pressrichtung und die erste Richtung im rechten Winkel schneidet, länger ist als die Länge des zweiten Endes in der zweiten Richtung.
Metallverbindungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die erste Pressform einen zweiten Pressvorsprung aufweist, wobei die zweite Pressform ein darin ausgebildetes zweites Pressloch aufweist, das eine Form hat, die derjenigen des zweiten Pressvorsprungs entspricht; wobei die Höhe in der Pressrichtung des zweiten Pressvorsprungs an einem ersten Ende in der ersten Richtung höher ist als die Höhe in der Pressrichtung des zweiten Pressvorsprungs an einem zweiten Ende in der ersten Richtung, und wobei das zweite Ende des Pressvorsprungs und das zweite Ende des zweiten Pressvorsprungs zwischen dem ersten Ende des Pressvorsprungs und dem ersten Ende des zweiten Pressvorsprungs angeordnet sind.