DE112016003710T5

DE112016003710T5 - Oberflächendesign für einen stanznietknopfaufbau

Info

Publication number: DE112016003710T5
Application number: DE112016003710.4T
Authority: DE
Inventors: John Richard Potocki
Original assignee: Magna International Inc
Current assignee: Magna International Inc
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-06-14
Also published as: CA2993819C; US11084087B2; CN107921523A; US20180214933A1; WO2017030969A1; CA2993819A1

Abstract

Eine genietete Anordnung die, die ein erstes Plattenelement mit einer ersten Oberfläche und einer zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt, ein zweites Plattenelement mit einer ersten Oberfläche und einer zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt, und einen Niet umfasst. Die ersten und zweiten Plattenelemente sind so positioniert, dass mindestens ein Abschnitt der zweiten Oberfläche des ersten Plattenelements in Kontakt mit mindestens einem Abschnitt der ersten Oberfläche des zweiten Plattenelements steht. Der Niet erstreckt sich in die erste Oberfläche des ersten Plattenelements und greift in diese ein und weist einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt auf, um den ein Abschnitt des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements verformt sind, so dass der Niet das erste Plattenelement und das zweite Plattenelement in einer Verbindungsregion mechanisch verbindet. Die zweite Oberfläche des zweiten Plattenelements weist zumindest im Verbindungsbereich einen differentialen Höhenoberflächenabschnitt auf.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/205,302, eingereicht am 14. August 2015, welche hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
Bereich
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft vernietete Anordnungen.
Hintergrund
Das Stanznieten wird in der Automobilindustrie zum Verbinden oder Befestigen von Plattenelementen verwendet. Das Stanznieten ist ein Kaltfügeverfahren und erfordert keine vorgebohrten oder gestanzten Löcher. Während des Stanznietens werden Stanzniete so konfiguriert, dass sie direkt in Körper-, Platten- oder Plattenelemente gedrückt werden, die zwischen einem Stempel (oder einem Niederhalter) und einer Matrize in einer Stempel- und Matrizenanordnung (z. B. einem Presswerkzeug) zusammengeklemmt werden. Der Stanzniet umfasst im Allgemeinen ein Kopfende und ein gegenüberliegendes, geformtes Klemmende.
Hochdruck-Druckguss -(H.D.P.C.) Aluminiumelemente haben geringe Dehnungseigenschaften, was zu einer radialen Rissbildung auf der Oberfläche des Aluminiumelements an der Stelle der Stanzniet- Klemmverbindung führt. Diese radiale Rissbildung kann zu Wassereinbruch und Korrosion führen.
Während des Herstellungsverfahrens werden die Hochdruckgussteile im Allgemeinen wärmebehandelt, um die Dehnungseigenschaften der Gussteile zu erhöhen und Mikrorisse in den Gussteilen und die nachfolgende Korrosion der Gussteile auf der Klemm-Seite / -Ende des Stanzniets zu verhindern.
Für Hochdruck-Druckguss-Aluminiumelemente werden verschiedene Ofen- oder Lösungswärmebehandlungsverfahren an den fertiggestellten / geformten / zusammengebauten Elementen verwendet. Zum Beispiel werden die Hochdruck-Druckguss-Aluminiumelemente in Körbe, Gestelle oder Förderer geladen. Die Hochdruck-Druckguss-Aluminiumelemente werden dann langsam erwärmt, bis die vorgeschriebene Temperatur und Zeit erreicht ist. Die Wärmebehandlung des gesamten Gussteils kann im Allgemeinen große und teure Wärmebehandlungssysteme erfordern. Diese Wärmebehandlungssysteme können große Mengen an Bodenfläche (z. B. zur Materialhandhabung, -lagerung usw.) benötigen und können große Mengen an Energie verwenden. Die Wärmebehandlungsverfahren können inhärent langsam sein und können auch dazu neigen, eine Verzerrung in die Gussteile zu induzieren, was teure Richtverfahren erfordert, um die Gussteile wieder auf eine gewünschte Spezifikation zu bringen.
Die vorliegende Patentanmeldung stellt Verbesserungen an den genieteten Anordnungen bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Patentanmeldung stellt eine genietete Anordnung bereit, die ein erstes Plattenelement, ein zweites Plattenelement und einen Niet umfasst. Das erste Plattenelement hat eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt. Das zweite Plattenelement hat eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt. Die ersten und zweiten Plattenelemente sind so positioniert, dass mindestens ein Abschnitt der zweiten Oberfläche des ersten Plattenelements in Kontakt mit mindestens einem Abschnitt der ersten Oberfläche des zweiten Plattenelements steht. Der Niet erstreckt sich in die erste Oberfläche des ersten Plattenelements und greift in diese ein und weist einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt auf, um den ein Abschnitt des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements verformt sind, so dass der Niet das erste Plattenelement und das zweite Plattenelement in einer Verbindungsregion mechanisch verbindet. Die zweite Oberfläche des zweiten Plattenelements weist zumindest im Verbindungsbereich einen differentialen Höhenoberflächenabschnitt auf.
Während die vorliegende Patentanmeldung zum Zusammenbau von Automobil- oder Fahrzeugkarosserieelementen oder -plattenelementen verwendet werden kann, kann dasselbe System und Verfahren zum Zusammenbauen oder Befestigen von Stahlblech-, Aluminium- oder Kunststoffelementen verwendet werden, die für andere Anwendungen verwendet werden können, beispielsweise, aber nicht beschränkt für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Maschinenbauindustrie, die Klimaanlagen- (HLK-) Industrie, die Bau- oder Rahmenindustrie usw.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Patentanmeldung sowie die Verfahren zum Betrieb und die Funktionen der verwandten Strukturelemente und die Kombination von Teilen und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung, werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlicher, die alle einen Teil dieser Beschreibung bilden, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung sind die hierin dargestellten strukturellen Komponenten maßstabsgetreu gezeichnet. Es ist jedoch ausdrücklich zu verstehen, dass die Zeichnungen nur dem Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dienen und nicht als eine Definition der Grenzen der vorliegenden Patentanmeldung gedacht sind.
Es versteht sich auch, dass die Merkmale einer hierin offenbarten Ausführungsform in anderen hierin offenbarten Ausführungsformen verwendet werden können. Wie in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, schließt die Singularform von „ein“, „einer“ und „der“ Pluralreferenzen ein, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes vor.
Figurenliste
Verschiedene Ausführungsformen werden nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen offenbart, in denen entsprechende Bezugszeichen entsprechende Teile angeben, in denen

1 eine genietete Anordnung darstellt, die zwei oder mehr Plattenelemente umfasst, die unter Verwendung eines Stanzniets gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung zusammengebaut sind;
2 eine Querschnittsansicht eines Stempel und Matritzensystems zeigt, bei dem ein Stanzniet durch einen Stempel des Stempel und Matritzensystems in Abschnitte der zwei oder mehr Plattenelemente gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Patentanmeldung getrieben wird;
3A - 3F ein Verfahren zum Verbinden oder Montieren der zwei oder mehr Plattenelemente unter Verwendung des Stanzniets gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung veranschaulichen;
4A - 4C innere Grübchenoberflächenelemente zeigen, die auf einer zweiten Oberfläche eines zweiten Plattenelements der Nietanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 4A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements in einem Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 4B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements zeigt, das auf der Matrize des Stanz- und Matrizensystems positioniert ist; und 4C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements im Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf gebildeten inneren Grübchenoberflächenelementen zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 4A - 4C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind;
5A - 5C zeigen äußere Grübchenoberflächenelemente, die auf der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements der genieteten Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 5A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 5B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements zeigt, das auf der Matrize des Stempel- und Matrizensystems positioniert ist; und 5C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements im Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf ausgebildeten äußeren Grübchenoberflächenelementen zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 5A - 5C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind;
6A - 6C lineare Gratoberflächenelemente zeigen, die auf der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements der Nietanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 6A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 6B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements, das auf der Matrize des Stempel - und Matrizensystems positioniert ist, zeigt; und 6C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf ausgebildeten linearen Gratoberflächenelemente zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 6A - 6C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind;
7A - 7C ausgedehnten flache Tiefenoberflächenelemente zeigen, die auf der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements der genieteten Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 7A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 7B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements zeigt, das auf der Matrize des Stempel - und Matrizensystems positioniert ist; und 7C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf ausgebildeten ausgedehnten flachen Tiefenoberflächenelemente zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 7A - 7C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind;
8A - 8C gerändelte Oberflächenelemente zeigen, die auf der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements der Nietanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 8A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 8B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements zeigt, das auf der Matrize des Stempel - und Matrizensystems positioniert ist; und 8C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements an dem Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf ausgebildeten gerändelten Oberflächenelementen zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 8A - 8C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind; und
9A - 9C erhöhte konzentrische Ringelemente zeigen, die auf der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements der Nietanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung ausgebildet sind, wobei 9A eine vergrößerte Vorderansicht des zweiten Plattenelements im Verbindungsbereich der Anordnung zeigt; 9B eine Vorderansicht des zweiten Plattenelements zeigt, das auf der Matrize des Stempel - und Matrizensystems positioniert ist; und 9C eine vergrößerte Draufsicht der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements im Verbindungsbereich der Anordnung mit den darauf ausgebildeten erhöhten konzentrischen Ringelementen zeigt, wobei Teile der Anordnung in den 9A - 9C der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind.

Detaillierte Beschreibung
Bezugnehmend auf 1 offenbart die vorliegende Patentanmeldung in einer Ausführungsform eine vernietete Anordnung 100, die ein erstes Plattenelement 102, ein zweites Plattenelement 104 und einen Niet 106 umfasst. Das erste Plattenelement 102 weist eine erste Oberfläche 108 und eine zweite Oberfläche 110 auf, welche der ersten Oberfläche 108 gegenüberliegt. Das zweite Plattenelement 104 weist eine erste Oberfläche 112 und eine zweite Oberfläche 114 auf, welche der ersten Oberfläche 112 gegenüberliegt. Die ersten und zweiten Plattenelemente 102 und 104 sind so positioniert, dass mindestens ein Abschnitt der zweiten Oberfläche 110 des ersten Plattenelements 102 in Kontakt mit mindestens einem Abschnitt der ersten Oberfläche 112 des zweiten Plattenelements 104 steht. Der Niet 106 erstreckt sich in die erste Oberfläche 108 des ersten Plattenelements 102 und greift in diese ein und weist einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt 125 auf, um den ein Abschnitt des ersten Plattenelements 102 und des zweiten Plattenelements 104 derart verformt sind, dass der Niet 106 das erste Plattenelement 102 mit dem zweiten Plattenelement 104 in einem Verbindungsbereich 129 mechanisch verbindet. Die zweite Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 weist zumindest an dem Verbindungsbereich 129 einen differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300.
In einer Ausführungsform kann die Anordnung 100 Plattenelemente aufweisen, die aus ähnlichem Material hergestellt sind. In einer anderen Ausführungsform kann die Anordnung 100 Plattenelemente aufweisen, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind (z. B. Stahl zu Aluminium oder nicht-metallische zu metallischen Materialien). In einer Ausführungsform kann die Anordnung 100 Plattenelemente mit derselben Dicke umfassen. In einer Ausführungsform kann die Anordnung 100 Plattenelemente mit unterschiedlichen Dicken umfassen. In einer Ausführungsform kann die Anordnung 100 mit den ersten und zweiten Plattenelementen 102 und 104 eine Gesamtdicke im Bereich zwischen 3 mm und 9 mm aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann die Anordnung 100 eine Gesamtdicke von 9 mm aufweisen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Anordnung 100 eine Gesamtdicke von 8 mm aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das erste Plattenelement 102 als die obere Schicht oder das obere Element der Anordnung 100 bezeichnet werden, und das zweite Plattenelement 104 kann als die untere Schicht oder das untere Element der Anordnung 100 bezeichnet werden. In einer anderen Ausführungsform kann das zweite Plattenelement 104 auch als die hintere Seite der Nietverbindung bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform kann das „Plattenelement“ im Allgemeinen ein Stück Material sein. In einer Ausführungsform ist das erste Plattenelement 102 ein Fahrzeugkarosserie- / -blech-/ - platten-Element oder ein Fahrzeugkörperguss. In einer Ausführungsform kann das erste Plattenelement 102 aus einem Metallmaterial gebildet sein. Zum Beispiel kann das Metallmaterial Stahl, rostfreier Stahl, hochfester Stahl, zweiphasiger Blechstahl (z. B. DP600), Aluminium, Aluminiumblech, Aluminiumguss, beschichteter Stahl (z. B. galvanisierter Stahl), unbeschichteter Stahl (z B. blanker Stahl), beschichtetes Aluminium (z. B. galvanisiertes Aluminium), unbeschichtetes Aluminium (z. B. blankes Aluminium), Stahllegierungen, Borstahl, warmgepresster Stahl und / oder Aluminiumlegierungen sein. In einer Ausführungsform kann das erste Plattenelement 102 aus einem nichtmetallischen Material wie etwa einem Kunststoffmaterial gebildet sein. In einer Ausführungsform kann die erste Oberfläche 108 des ersten Plattenelements 102 als die obere Oberfläche des ersten Plattenelements 102 bezeichnet werden, und die zweite Oberfläche 110 des ersten Plattenelements 102 kann als die untere Oberfläche des ersten Plattenelements 102 bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform ist das zweite Plattenelement 104 ein Fahrzeugkarrosserie-/ -blech- / - platten-Element oder ein Fahrzeugkörpergussstück. In einer Ausführungsform kann das zweite Plattenelement 104 aus einem Metallmaterial gebildet sein. Zum Beispiel kann das Metallmaterial Stahl, rostfreier Stahl, hochfester Stahl, zweiphasiger Blechstahl (z. B. DP600), Aluminium, Aluminiumblech, Aluminiumguss, beschichteter Stahl (z. B. galvanisierter Stahl), unbeschichteter Stahl (z B. blanker Stahl), beschichtetes Aluminium (z. B. galvanisiertes Aluminium), unbeschichtetes Aluminium (z. B. blankes Aluminium), Stahllegierungen, Borstahl, warmgepresster Stahl und / oder Aluminiumlegierungen sein. In einer Ausführungsform kann das zweite Plattenelement 104 aus irgendeinem duktilen Material hergestellt sein, das für einen Nietvorgang förderlich ist. In einer Ausführungsform kann die erste Oberfläche 112 des zweiten Plattenelements 104 als die obere Oberfläche des zweiten Plattenelements 104 bezeichnet werden, und die zweite Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 kann als die untere Oberfläche des zweiten Plattenelements 104 bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 1, kann das zweite Plattenelement 104 eine Dicke T_SPM aufweisen, die im Allgemeinen zwischen 2 und 4 Millimeter (mm) liegt. In einer anderen Ausführungsform kann die Dicke T_SPM des zweiten Plattenelements 104 im Allgemeinen im Bereich zwischen 1,9 und 4,2 mm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Dicke T_SPM des zweiten Plattenelements 104 allgemein in dem Bereich zwischen 1,8 und 4,2 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Dicke T_SPM des zweiten Plattenelements 104 im Allgemeinen in dem Bereich zwischen 1,6 und 4,8 mm liegen.
In einer Ausführungsform ist der Niet 106 ein Stanzniet. Der Niet 106 kann aus einem Metallmaterial gebildet sein. Zum Beispiel kann das Metallmaterial Stahl, Aluminium, Stahllegierungen und / oder Aluminiumlegierungen umfassen. In einer Ausführungsform kann der Stanzniet 106 wärmebehandelt sein, um seine Durchstechfähigkeiten zu erhöhen.
In einer Ausführungsform kann der Niet 106 dazu verwendet werden, zwei Fahrzeugkarosserieelemente 102 und 104 zu befestigen, um die Fahrzeugkarosserieanordnung 100 zu bilden. Die Karosserieanordnung 100 kann irgendein Fahrzeugkarosserieteil sein, wie etwa ein Karosserieblech, eine Motorlager, ein Querlenker, eine Querachse, eine Blechunterbaugruppe, ein Armaturenbrett, eine Schiene, eine Unterbodenstruktur, ein Stoßfängerträger, eine Haube, eine Tür, ein Kofferraumdeckel, eine Kofferklappe, eine Sitzschiene, eine Seitenaufprallschutzstange, ein Spaceframe, ein Fensterrahmen, ein Sonnendachrahmen usw. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die vorliegende Patentanmeldung nicht auf Fahrzeugkomponenten beschränkt ist und auf irgendwelche Teile oder Elemente angewendet werden kann, die zur Bildung einer genieteten Anordnung genietet werden.
In einer Ausführungsform kann der Niet 106 einen Kopfabschnitt 122 und einen sich von dem Kopfabschnitt 122 erstreckenden Schenkelabschnitt 124 umfassen. In einer Ausführungsform umfasst der Schenkelabschnitt 124 eine hohle, zylindrische Querschnittskonfiguration. In einer Ausführungsform ist der Durchmesser des Kopfabschnitts 122 größer als der Durchmesser des Schenkelabschnitts 124.
2 zeigt ein System 200 zum Zusammenbauen von zwei oder mehr Plattenelementen 102 und 104 unter Verwendung des Niets 106, um die Fahrzeugkarosserieanordnung 100 zu bilden. 3A - 3F zeigen Prozeduren eines Verfahrens zum Verbinden oder Montieren von zwei oder mehr Plattenelementen 102 und 104 unter Verwendung des Stanzniets 106 zum Ausbilden der Fahrzeugkarosserieanordnung 100.
In einer Ausführungsform kann das System 200 ein Stempel - und Matrizensystem sein. In einer Ausführungsform kann das System 200 ein Presswerkzeug sein. In einer Ausführungsform kann das System 200 ein robotergesteuertes selbstlochendes Nietwerkzeug oder einen Stanzstempel umfassen, der von einem Roboterarm betätigt wird.
In einer Ausführungsform kann das System 200 einen Stempel 202 und eine Matrize 204 umfassen. In einer Ausführungsform ist der Niet 106 so konfiguriert, dass er durch den Stempel 202 des Stempel- und Matrizensystem 200 in Teile des Fahrzeugkörpers oder der Plattenelemente 102 und 104 getrieben wird.
In einer Ausführungsform kann der Stempel 202 des Systems 200 ein bewegliches (auf und ab Bewegung) oberes Element sein. In einer Ausführungsform kann der Stempel 202 des Systems 200 pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden, um den Niet 106 in die gestapelten Plattenelemente 102 und 104 zu treiben. In einer Ausführungsform kann der Stempel 202 des Systems 200 so konfiguriert sein, dass der Niet 106 mit einer vorbestimmten Kraft und / oder mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die gestapelten Plattenelemente 102 und 104 getrieben wird. In einer Ausführungsform kann die vorbestimmte Kraft und / oder bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit von dem Material und / oder den Dicken der gestapelten Plattenelemente 102 und 104 abhängen.
In einer Ausführungsform kann das System 200 operativ mit einer programmierbaren Logiksteuerung (PLC) verbunden sein. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um den Kraftbetrag und / oder die Geschwindigkeit des Stempels 202 während des Nietvorgangs zu überwachen und zu steuern. In einer Ausführungsform ist die Steuerung oder der Steuermechanismus 30 konfiguriert, um eine Benutzereingabe zu empfangen und basierend auf der Benutzereingabe automatisch den Stempel 202 des Systems 200 zu steuern.
In einer Ausführungsform kann die Matrize 204 des Stempel- und Matrizensystems 200 eine stationäre Matrize sein. In einer Ausführungsform weist die Matrize 204 einen Hohlraum 206 auf, der konfiguriert ist, um Abschnitte der Plattenelemente 102 und 104 aufzunehmen, die durch den Niet 106 (zu der Matrize 204 hin) verformt werden. In einer Ausführungsform kann der Hohlraum 206 einen Vorsprung oder einen erhöhten Abschnitt 208 umfassen, der mittig auf einer Bodenfläche 210 des Hohlraums 206 angeordnet ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Hohlraum 206 andere geformte Konfigurationen umfassen, die konfiguriert sind, um Abschnitte der Plattenelemente 102 und 104 aufzunehmen, die durch den Niet 106 (in Richtung auf die Matrize 204 hin) verformt werden.
Bezugnehmend auf 3A, sind das erste und das zweite Plattenelement 102 und 104 derart positioniert, dass mindestens ein Abschnitt der zweiten Oberfläche 110 des ersten Plattenelements 102 in Kontakt mit mindestens einem Abschnitt der ersten Oberfläche 112 des zweiten Elements 104 steht.
Wie in 3B gezeigt, werden die gestapelten Plattenelemente 102 und 104 dann zwischen dem Stempel 202 und der Matrize 204 des Systems 200 geklemmt. In einer Ausführungsform ist das zweite Plattenelement 104 der gestapelten Plattenelemente auf der Matrize 204 so positioniert, dass die zweite Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 dem Matrizenhohlraum 206 des Matrizenelements 204 zugewandt ist.
Der Stempel 202 ist konfiguriert, um den Niet 106 in die gestapelten Plattenelemente 102 und 104 zu treiben. Der Niet 106 ist so konfiguriert, dass er zuerst mit der ersten Oberfläche 108 des ersten Plattenelements 102 in Eingriff gelangt, wie es in 3c gezeigt ist.
Der Niet 106 wird (durch den Stempel) angetrieben, um in das erste Plattenelement 102 (oder das obere Plattenelement) einzudringen. Während der Stempel 202 den Niet 106 weiter in die Anordnung 100 treibt, ist der Niet 106 so konfiguriert, dass er sich in das untere oder zweite Plattenelement 104 der Anordnung 100 erstreckt. Das heißt, das Plattenelement 104 wird in den Hohlraum 206 der Matrize 204 gestreckt oder extrudiert. Wenn das untere oder zweite Plattenelement 104 in die Matrize 204 gestreckt oder extrudiert wird, wird der Schenkelabschnitt des Niets 106 nach außen auf der Matrize 204 aufgeweitet, wodurch die Plattenelemente 102 und 104 miteinander gesichert werden. In einer Ausführungsform bezieht sich der Verbindungsbereich 129 auf einen Bereich der Anordnung 100, im dem der Niet 106 das Plattenelement 102 mechanisch mit dem Plattenelement 104 verbindet.
In einer Ausführungsform, wie in den 3D und 3E gezeigt, ist die Form und Ausgestaltung des Hohlraums 206 der Matrize 204 so konfiguriert, dass der Niet 106 sich innerhalb des unteren oder zweiten Plattenelements 104 der Anordnung 100 nach außen erweitert, um eine mechanische Verriegelung zu bilden. Die Form und Ausgestaltung des Hohlraums 206 der Matrize 204 ist auch so konfiguriert, dass ein Knopf 130 auf der zweiten Oberfläche 114 des Bodens oder des zweiten Plattenelements 104 der Anordnung 100 ausgebildet wird.
Der Niet 106 hat einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt 125, um den herum Teile 127 und 124 des ersten Plattenelements 102 und des zweiten Plattenelements 104 jeweils verformt sind, so dass der Niet 106 in dem Verbindungsbereich 129 das erste Plattenelement 102 mechanisch mit dem zweiten Plattenelement 104 verbindet. 3F zeigt die Anordnung 100, in der die ersten und zweiten Plattenelemente 102 und 104 durch den Niet 106 miteinander verbunden sind.
In einer Ausführungsform weist die zweite Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 den differentiellen Höhenoberflächenabschnitt 300 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 auf. Der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 umfasst ein oder mehrere erhöhte Oberflächenelemente 302, die sich über eine Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 erstrecken.
In einer Ausführungsform sind das eine oder die mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 mindestens 0,2 Millimeter höher als die Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104. In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 4A, 5A, 6A, 7A, 8A und 9A, können das eine oder die mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 im Allgemeinen eine Höhenabmessung H aufweisen. In einer Ausführungsform wird die Höhenabmessung H des einen oder der mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 von der Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 gemessen.
In einer Ausführungsform kann die Höhenabmessung H des(r) einen oder der mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 im Allgemeinen zwischen 0,2 und 1,25 mm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Höhenabmessung H des einen oder der mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 im Allgemeinen zwischen 0,19 und 1,31 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Höhenabmessung H des einen oder der mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 im Allgemeinen zwischen 0,18 und 1,38 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Höhenabmessung H des einen oder der mehreren erhöhten Oberflächenelemente 302 im Allgemeinen zwischen 0,16 und 1,5 mm liegen.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 4C, 5C, 6C, 7C und 8C kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 eine Breitenabmessung W aufweisen, die im Allgemeinen zwischen 10 und 20 mm liegt. In einer anderen Ausführungsform kann die Breitenabmessung W des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9,5 und 21 mm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Breitenabmessung W des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9 und 22 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Breitenabmessung W des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 8 und 24 mm liegen.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 4C, 5C, 6C, 7C und 8C kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 eine Längenabmessung L aufweisen, die im Allgemeinen zwischen 10 und 20 mm liegt. In einer anderen Ausführungsform kann die Längenabmessung L des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9,5 und 21 mm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Längenabmessung L des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9 und 22 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Längenabmessung L des differentiellen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 8 und 24 mm liegen.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 9C, kann der des differentiale Höhenoberflächenabschnitts 300 einen Durchmesser D aufweisen, der im Allgemeinen zwischen 10 und 20 mm liegt. In einer anderen Ausführungsform kann der Durchmesser D des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9,5 und 21 mm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann der Durchmesser D des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 9 und 22 mm liegen. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Durchmesser D des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 im Allgemeinen zwischen 8 und 24 mm liegen.
In einer Ausführungsform kann der Oberflächenabschnitts 300 mit unterschiedlicher Höhe allgemein kontinuierlich entlang des Befestigungsflansches der genieteten Anordnung verlaufen. Das heißt, der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 kann sich (in beiden Richtungen) entlang des Pfeils A erstrecken (wie in 4C, 5C, 6C, 7C und 8C gezeigt). In einer anderen Ausführungsform kann der differentielle Höhenoberflächenabschnitt 300 im Allgemeinen in einem lokalisierten Bereich (mit einer vorbestimmten Längenabmessung, L) der genieteten Anordnung vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 geprägte, strukturierte, aufgerauhte, erhöhte oder profilierte Oberflächenelemente 302 umfassen. In einer Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 ein Muster oder eine Anordnung von Oberflächenelementen (z. B. Vorsprüngen und Vertiefungen) umfassen, wie in den nachstehenden Ausführungsformen im Detail beschrieben wird. In einer anderen Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 räumlich variierende physikalische Eigenschaften oder Merkmale umfassen.
In einer Ausführungsform wird die Form der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements oder Gussteils 104 der Anordnung 100 von einer flachen Oberfläche zu einer strukturierten oder strukturierten Oberfläche geändert, um die Bildung des Stanznietknopfbereichs 130 zu ermöglichen ohne radiale Rissbildung oder mit einer gewissen radialen Rissbildung, die innerhalb der akzeptablen Grenzen für die strukturelle Integrität liegt, die für die spezielle Anwendung oder Anordnung, die genietet werden soll, erwünscht ist. In einer Ausführungsform wird dies erreicht, indem die Oberflächenkontur der Oberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129 (oder an der Stelle des Stanzniets 106) verändert wird, um Material in den Stanznietknopfbereich 130 „einzubringen“ wodurch die Oberflächenspannung verringert wird. Das heißt, die Oberflächenkontur der Oberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129 wird durch Einschließen von Oberflächenelementen auf der Oberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129 geändert. Als Ergebnis wird die Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 in dem Verbindungsbereich 129 eine Oberfläche mit unterschiedlicher Höhe sein, da sie eine Fläche mit geringerer Höhe und höherer Höhe aufweist.
In einer anderen Ausführungsform wird dies erreicht, indem zusätzliches Material auf der Gießoberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129 bereitgestellt wird, so dass, wenn die Gießoberfläche reißt, die Risse nicht bis zur Nietschwelle reichen.
In einer Ausführungsform ist der der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 (in dem Verbindungsbereich 129) dicker oder höher als Abschnitte des zweiten Plattenelements 104, die den Verbindungsbereich 129 unmittelbar umgeben. In einer Ausführungsform kann der differentielle Höhenoberflächenabschnitt 300 höher als der Bereich oder der Abschnitt sein, der sich außerhalb des unmittelbaren Verbindungsbereichs befindet. Der Verbindungsbereich kann höher oder dicker sein als seine umgebenden Bereiche. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Höhen innerhalb des Verbindungsbereichs vorhanden sein. In einer Ausführungsform können die erhöhten Oberflächenelemente 302 des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 unterschiedliche Höhen (d. h. steigend, abnehmend, oder eine Kombination davon) von der Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 aufweisen.
In einer Ausführungsform ist der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 so konfiguriert, dass er während der Verformung des zweiten oder unteren Plattenelements 104 an dem Verbindungsbereich 129 hilft, durch Verbessern oder Erhöhen des Flusses seines Materials. Das heißt, der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 ist konfiguriert, um den Materialfluss des zweiten oder Bodenplattenelements 104 in dem Verbindungsbereich 129 während des Nietvorgangs zu verbessern oder zu erhöhen. Das Verbessern oder Erhöhen des Materialflusses des zweiten oder Bodenplattenelements 104 während des Nietvorgangs verhindert oder reduziert auch lokalisierte Belastung (en) auf dem Stanznietknopfbereich 130.
In einer Ausführungsform ist der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 so konfiguriert, dass er zusätzliches oder extra Material über die Fläche(n) der Fläche 114 (d. h. in dem Verbindungsbereich129) bereitstellt, die durch die Nietprozedur verformt wird. Durch Anordnen von zusätzlichem oder extra Material über diesen Bereichen der Oberfläche 114 ist der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 so konfiguriert, dass das zweite oder Bodenplattenelement 104 ohne oder mit reduziertem Bruch, Rissen oder Einrissen in dem Stanznietknopfbereich 130 des zweiten oder unteren Plattenelements 104 in den Hohlraum 206 der Matrize 204 ragen kann. Wenn ein Riss in dem Knopfbereich 130 auftritt, liegt der Abstand zwischen dem Riss und dem Stanzniet 106 immer noch innerhalb der akzeptablen Grenzen, um jede mögliche galvanische Korrosion zu vermeiden.
In einer Ausführungsform ist der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 so konfiguriert, dass er die Oberfläche der Fläche (n) der Oberfläche 114 (d.h. in dem Verbindungsbereich129) vergrößert, die durch die Nietprozedur verformt wird. In einer Ausführungsform ist der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 konfiguriert, um die Oberflächenspannung in diesen Bereichen der Oberfläche 114 zu reduzieren oder zu entlasten (und den Oberflächenbereich zu vergrößern), um die Verlagerung des Materials des Bereichs (der Bereiche) in den Hohlraum 206 der Matrize zu steuern. Dies wiederum mindert oder beseitigt eine Riss-, ein Einreißen- oder Bruchbildung an der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 während des Nietvorgangs.
In einer Ausführungsform sind die erhöhten Oberflächenelemente 302 des differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 so konfiguriert, dass Material während des Nietvorgangs in den Stanznietknopfbereich 130 eingeführt werden kann und die Oberflächenspannung verringert wird, um die radiale Rissbildung zu verringern.
In einer Ausführungsform dehnen sich während des Nietvorgangs, wenn sich der Niet 106 innerhalb des unteren oder zweiten Plattenelements 104 ausbreitet, dehnen sich die Oberflächenelemente 302 auf dem differentialen Höhenoberflächenabschnitts 300 aus, um eine ausreichende Schlacke, eine erhöhte Linie von Länge oder überschüssiges Material in dem Bereich der Oberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129 bereitzustellen (s), die eine Verformung erfahren. Das heißt, während der letzten Stufe des Nietvorgangs, wenn das untere oder zweite Plattenelement 104 durch den Niet 106 nach außen und nach unten verformt wird, erstrecken sich die Oberflächenelemente 302 bis das der Bereich (die Bereiche) der Oberfläche 114 in dem Verbindungsbereich 129, im Wesentlichen flach ist/sind (d.h. ohne Oberflächenstrukturen). Die Oberflächenelemente 302 sind somit konfiguriert, um eine Entlastung für das untere oder zweite Plattenelement 104 an dem Verbindungsbereich 129 bereitzustellen, um zu ermöglichen, dass sich das untere oder zweite Plattenelement 104 in dem Verbindungsbereich 129 während des Nietvorgangs frei ausdehnen kann (z. B. ohne Risse, Einreißungen, Brüche zu entwickeln).
In einer Ausführungsform können der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 und die darauf befindlichen Elemente 302 mit erhöhter Oberfläche unter Verwendung eines Stanzverfahrens, eines Sandstrahlverfahrens, eines Staubstrahlverfahrens, eines Schleifverfahrens (mit einer Schleifscheibe), einer Elektroentladungstexturierung (EDT), einem Laserstrahl-Texturierverfahren, einem Elektronenstrahl-Texturierverfahren (EBT) usw. gebildet werden. In einer Ausführungsform können der differentielle Höhenoberflächenabschnitt 300 und die darauf befindlichen erhöhten Oberflächenelemente 302 während des Gießvorgangs ausgebildet werden. Zum Beispiel können die erhöhten Oberflächenelemente 302 in die Gussform geschnitten werden und erfordern keine Nachgießprozedur. In einer anderen Ausführungsform können die erhöhten Oberflächenelemente 302 an der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 während eines Nachgießverfahrens (d.h. Nach dem Gießverfahren) ausgebildet sein.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Patentanmeldung wird beschrieben, dass die Anordnung 100 das erste und das zweite Plattenelement umfasst. In einer anderen Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass die Anordnung 100 drei oder mehr Plattenelemente umfassen kann. In einer solchen Ausführungsform sind die Oberflächenelemente an dem untersten Plattenelement der gestapelten Plattenelementanordnung ausgebildet.
In einer Ausführungsform sind die erhöhten Oberflächenelemente 302 ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Vertiefungen oder Grübchen (innen oder außen), Rändelungen, linearen Graten, erhöhten (spiralförmigen oder konzentrischen) Ringen usw.. In einer Ausführungsform können die erhöhten Oberflächenelemente 302 die gleiche Form und Konfiguration haben. In einer anderen Ausführungsform können die erhöhten Oberflächenelemente 302 unterschiedliche Formen und Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel können in der Ausführungsform die Höhe, Tiefe und / oder Breite aller erhöhten Oberflächenelemente 302 gleich sein. In einer anderen Ausführungsform können die Höhe, Tiefe und / oder Breite der erhöhten Oberflächenelemente 302 variieren. In einer Ausführungsform können der Abstand und / oder der Pitch zwischen den erhöhten Oberflächenelementen 302 gleich sein. In einer anderen Ausführungsform können der Abstand und / oder der Pitch zwischen den erhöhten Oberflächenelementen 302 variieren. In einer Ausführungsform können die erhöhten Oberflächenelemente 302 beispielsweise während eines Hochdruckgussverfahrens in das Guss- oder Plattenelement 104 gegossen werden.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 4A - 9C, kann die Oberfläche 114 des zweiten oder unteren Plattenelements 104 eine vertiefte Oberfläche 115 aufweisen und der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 kann an der vertieften Oberfläche 115 des zweiten Plattenelements 104 ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform, wie in den 4A - 4C und 5A - 5C gezeigt, kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 Oberflächeneinkerbungen oder -Vertiefungen 402 oder 502 umfassen. In einer Ausführungsform können die Oberflächenvertiefungen 402 oder 502 aus Vertiefungen, Vorsprüngen, Vorsprüngen, Erhebungen, Vertiefungen, Rillen, Schlitzen, Kanälen, Vertiefungen und / oder anderen Oberflächenunregelmäßigkeiten ausgewählt sein.
In einer Ausführungsform kann jede der Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 eine unterschiedliche Form, Größe oder Konfiguration haben. In einer Ausführungsform kann jede der Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 die gleiche Form, Größe oder Konfiguration haben. In einer Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 eine allgemein kreisförmige Konfigurationen aufweisen, wie in ihren jeweiligen Draufsichten in 4C und 5C gezeigt sind. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 allgemein längliche (z. B. ovale oder elliptische) geformte Konfigurationen aufweisen. In noch einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 im Allgemeinen ein Dreieck oder andere polygonal geformte Konfigurationen aufweisen. In noch einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 im Allgemeinen symmetrische oder asymmetrisch geformte Konfigurationen aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die Tiefe oder Höhe jeder der Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 variieren oder gleich sein. In einer Ausführungsform kann der Abstand zwischen den Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 variieren oder gleich sein. Bezugnehmend auf 4B sind die Oberflächeneinkerbungen 402 so konfiguriert, dass sie nach innen in die Oberfläche 114 des Plattenelements 104 vorstehen. Die Oberflächeneinkerbungen 502 sind so konfiguriert, dass sie von der Oberfläche 114 des Plattenelements 104 nach außen vorstehen, wie in 5B gezeigt. In einer Ausführungsform kann der Betrag des Vorsprungs (in die Oberfläche 114 des Plattenelements 104 hinein oder von dieser weg) vorbestimmt sein.
In einer Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 zufällig auf der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 positioniert sein. In einer Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 in einem vorbestimmten Muster (z. B. als sich wiederholendes Muster) auf der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 positioniert sein. In einer Ausführungsform kann die Anzahl von Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502, die auf dem differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 angeordnet sind, variieren.
In einer Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 an der zweiten Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 während eines Verfahrens nach dem Gießen (z.B. nach dem Gießverfahren) ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Vertiefungen auf der Oberfläche 114 des Plattenelements 104 beispielsweise während eines Verfahrens nach dem Gießen ausgebildet werden. In einer Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 durch eine Presse oder einen Stempel gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 durch irgendeines der oben erwähnten Verfahren gebildet werden, um den differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 zu bilden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 während eines Gießverfahrens, beispielsweise eines Hochdruckgussverfahrens, auf die zweite Oberfläche 114 des zweiten Plattenelements 104 aufgebracht werden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 auf die zweite Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 durch Stanzen, Pressen oder durch irgendeinen anderen geeigneten Metallprägevorgang aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 4A und 5A, können die Oberflächeneinkerbungen 402 oder 502 durch Vertiefungen 402A bzw. 502A voneinander getrennt sein. In einer Ausführungsform können die Vertiefungen 402A oder 502A auch als Gruben, Rillen, Hohlräume, Rücksprünge oder Dellen bezeichnet werden. In einer Ausführungsform, wie in den Fugs. 4A und 5A gezeigt, können die Vertiefungen 402A oder 502A im Allgemeinen eine Höhenabmessung h aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Höhenabmessung h der Vertiefungen 402A oder 502A im Allgemeinen zwischen 25 und 75% der Höhenabmessung H der entsprechenden Oberflächeneinkerbung 402 oder 502 liegen.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 6A - 6C, kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 Oberflächengrate oder -kämme 602 enthalten. In einer Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 lineare Grate sein. In einer Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 winklige Grate sein. In einer Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 parallel zueinander sein. In einer Ausführungsform kann die Anzahl der Oberflächengrate 602 variieren, die auf dem differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 angeordnet sind.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 6A können die Oberflächengrate 602 durch Kanäle 602A voneinander getrennt sein. In einer Ausführungsform können die Kanäle 602A auch als Rillen oder Vertiefungen (z. B. linear) bezeichnet werden. In einer Ausführungsform können die Kanäle 602A im Allgemeinen eine Höhenabmessung h haben (wie in 6A gezeigt). In einer Ausführungsform kann die Höhenabmessung h der Kanäle 602A im Allgemeinen zwischen 25 und 75% der Höhenabmessung H der entsprechenden Oberflächengrate 602 liegen.
In einer Ausführungsform kann die Höhe jeder der Oberflächengrate 602 variieren oder gleich sein. In einer Ausführungsform kann die Breitejeder der Oberflächengrate 602 variieren oder entlang ihrer Länge gleich sein. In einer Ausführungsform kann jeder der Oberflächengrate 602 eine unterschiedliche Form, Größe oder Konfiguration haben. In einer Ausführungsform kann jeder der Oberflächengrate 602 die gleiche Form, Größe oder Konfiguration haben. In einer Ausführungsform können die Kanten oder Ecken der Oberflächengrate 602 abgeschrägt, abgekantet oder abgerundet sein. In einer Ausführungsform, wie in den 6A - 6C zu sehen, haben die Oberflächengrate 602 eine quadratische Konfiguration. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 sinusförmige, trapezförmige, rechteckige, dreieckige oder sägezahnförmige Konfigurationen aufweisen.
In einer Ausführungsform, wie in 6A - 6C gezeigt, können die Oberflächengrate 602 und ihre Kanäle in einem regelmäßigen Muster und gleichmäßig beabstandet auf der zweiten Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 positioniert sein. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 und ihre Kanäle in einem unregelmäßigen Muster positioniert sein und sind nicht gleichmäßig beabstandet auf der zweiten Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104.
In der illustrierten Ausführungsform erstrecken sich die Oberflächengrate 602 und ihre Kanäle 602A in einer Richtung, wie durch einen Pfeil X gezeigt (wie er in 6C gezeigt ist). In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 und ihre Kanäle 602A in jeder anderen Richtung verlaufen. Zum Beispiel verlaufen in einer Ausführungsform die Oberflächengrate 602 und ihre Kanäle 602A in einer Richtung senkrecht oder quer zu der durch den Pfeil X gezeigten Richtung.
In einer Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 zumindest während des Verbindungsbereichs 129 des zweiten Plattenelements 104 während eines Verfahrens nach dem Gießen (d.h. nach dem Gießverfahren) auf die zweite Oberfläche 114 aufgebracht werden. In einer Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 an der zweiten Oberfläche 114, zumindest an dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104, während eines Gießverfahrens, zum Beispiel eines Hochdruckgussverfahrens, aufgebracht werden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 durch eines der oben genannten Verfahren gebildet werden, um den differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 zu bilden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 unter Verwendung einer Presse oder eines Stempels gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächengrate 602 zumindest im Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 durch Stanzen, Pressen oder durch irgendeine andere geeignete Metallprägeprozedur auf die zweite Oberfläche 114 aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 7A - 7C , kann der differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 ein ausgedehntes flaches Tiefenoberflächenprofil umfassen. In einer Ausführungsform kann der differentielle Höhenoberflächenabschnitt 300 eine Oberfläche 303 umfassen, die sich von der Oberfläche 114 des Plattenelements 104 um eine vorbestimmte Tiefe und eine vorbestimmte Länge in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche 114 des Plattenelements 104 erstreckt. In einer Ausführungsform kann die Oberfläche 303 eine allgemein flache Konfiguration haben.
In einer Ausführungsform kann der differentialen Höhenoberflächenabschnitt 300 aus 7A ein Bereich zusätzlicher Dicke sein. Der Bereich zusätzlicher Dicke aus 7A ist so konfiguriert, dass der Stanznietknopfbereich 130 normal reißen kann, würde jedoch dazu führen, dass der Abstand zwischen dem Riss und dem Stanzniet 106 innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, um jede mögliche galvanische Korrosion zu vermeiden. In einer Ausführungsform kann der Bereich zusätzlicher Dicke aus 7A in die Gießform geschnitten werden und automatisch mit dem Rest des Teils gegossen werden.
In einer Ausführungsform, bezugnehmend auf 8A - 8C, kann der der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 Oberflächenrändel 802 umfassen. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 diamantförmige (oder kreuzschraffierte) Rändelungen 802. In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändel 802 winklig orientierte, dreieckig geformte Oberflächengrate umfassen, die sich gegenseitig schneiden, um dazwischen verschiedene polygonale oder andere geometrisch geformte Konfigurationen zu bilden. Es versteht sich, dass der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 geradlinige Rändelungen oder diagonale Musterrändelungen umfassen kann.
In einer Ausführungsform, Bezug nehmend auf 8A, können die Oberflächenrändel 802 durch Kanäle 802A voneinander getrennt sein. In einer Ausführungsform können die Kanäle 802A auch als Rillen oder Vertiefungen (z. B. linear) bezeichnet werden. In einer Ausführungsform können die Kanäle 802a im Allgemeinen eine Höhenabmessung h haben (wie sie in 8A gezeigt ist). In einer Ausführungsform kann die Höhenabmessung h der Kanäle 802A im Allgemeinen zwischen 25 und 75% der Höhenabmessung H der entsprechenden Oberflächenrändelungen 802 liegen.
In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändelungen 802 an der zweiten Oberfläche 114 zumindest im Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 während eines Verfahrens nach dem Gießen (d. h. nach dem Gießverfahren) angebracht werden. In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändelungen 802 an der zweiten Oberfläche 114, zumindest an dem Verbindungsbereich 129, des zweiten Plattenelements 104 während eines Gießverfahrens, zum Beispiel eines Hochdruckgießverfahrens, angewendet werden.
In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändelungen 802 auf die zweite Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 durch Form/ Roll-Rändelverfahren oder Rändelschnittverfahren aufgebracht werden. In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändel 802 durch ein Rändelwerkzeug gebildet sein, das konfiguriert ist, um ein Muster von geraden, gewinkelten oder gekreuzten Linien auf die zweite Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 zu schneiden oder zu rollen. In einer anderen Ausführungsform können die Oberflächenrändelungen 802 auf die zweite Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 durch Stanzen, Pressen oder durch irgendeine andere geeignete Metallprägeprozedur aufgebracht werden. In einer Ausführungsform können die Oberflächenrändel 802 unter Verwendung einer Presse oder eines Stempels gebildet werden.
In einer Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 erhöhte Ringelemente 902 enthalten. In einer Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 konzentrische erhöhte Ringelemente 902 umfassen. In einer Ausführungsform kann der differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 spiralförmig erhöhte Ringelemente umfassen. In einer Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 kontinuierlich (geschlossen) oder diskontinuierlich (offen) sein. In einer Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 allgemein kreisförmig, elliptisch, quadratisch, dreieckig, polygonal oder anders geformt sein.
In einer Ausführungsform ist jedes der erhöhten Ringelemente 902 von dem anderen um eine vorbestimmte Lücke getrennt. In einer Ausführungsform kann die radiale Breite jeder Lücke variieren oder gleich sein.
In einer Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 auf die auf die zweite Oberfläche 114, in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104, während eines Verfahrens nach dem Gießen (d. n. nach dem Gießverfahren) auf aufgebracht werden. In einer Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 an der zweiten Oberfläche 114, zumindest in dem Verbindungsbereich 129, des zweiten Plattenelements 104 während eines Gießverfahrens, zum Beispiel eines Hochdruckgussverfahrens, angebracht werden. In einer anderen Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 durch eines der oben genannten Verfahren gebildet werden, um den differentiale Höhenoberflächenabschnitt 300 zu bilden. In einer Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 unter Verwendung einer Presse oder eines Stempels gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform können die erhöhten Ringelemente 902 auf die zweite Oberfläche 114 zumindest in dem Verbindungsbereich 129 des zweiten Plattenelements 104 durch Stanzen, Pressen oder durch irgendeinen anderen geeigneten Metallprägevorgang aufgebracht werden.
Die Bereiche und Abmessungen der verschiedenen Teile der beispielhaften genieteten Anordnung, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind, sollen lediglich beispielhaft und in keiner Weise einschränkend sein. Die verschiedenen Teile der beispielhaften genieteten Anordnung sind gemäß einer Ausführungsform maßstabsgerecht gezeichnet, obwohl andere Maßstäbe und Formen in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Die Abmessungen der verschiedenen Teile der beispielhaften genieteten Anordnung werden, sofern nicht anders angegeben, in Millimetern gemessen. In einer Ausführungsform sind die Abmessungen verschiedener Teile der beispielhaften genieteten Anordnung, wie hier gezeigt und beschrieben, bis zu 5 Prozent größer als oder bis zu 5 Prozent weniger als die veranschaulichten und beschriebenen. In einer anderen Ausführungsform sind die Abmessungen verschiedener Teile der beispielhaften genieteten Anordnung, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind, um bis zu 10 Prozent größer als oder um bis zu 10 Prozent geringer als die dargestellten und beschriebenen. In noch einer anderen Ausführungsform sind die Abmessungen verschiedener Teile der beispielhaften genieteten Anordnung, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind, bis zu 20 Prozent größer als oder bis zu 20 Prozent weniger als die dargestellten und beschriebenen.
Obwohl die vorliegende Patentanmeldung zum Zweck der Veranschaulichung im Detail beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass ein solches Detail nur für diesen Zweck dient und dass die vorliegende Patentanmeldung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu bestimmt, Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche liegen. Zusätzlich versteht es sich, dass die vorliegende Patentanmeldung in Betracht zieht, dass ein oder mehrere Merkmale jeder Ausführungsform soweit wie möglich mit einem oder mehreren Merkmalen einer beliebigen anderen Ausführungsform kombiniert werden können.

Claims

Vernietete Anordnung, umfassend: ein erstes Plattenelement mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt; ein zweites Plattenelement mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt; wobei das erste und das zweite Plattenelement so positioniert sind, dass mindestens ein Abschnitt der zweiten Oberfläche des ersten Plattenelements in Kontakt mit mindestens einem Abschnitt der ersten Oberfläche des zweiten Plattenelements steht; und einen Niet, der sich in die erste Oberfläche des ersten Plattenelements erstreckt und in diese eingreift und einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt aufweist, um den ein Abschnitt des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements verformt sind, so dass der Niet das erste Plattenelement und das zweite Plattenelement in einem Verbindungsbereich mechanisch verbindet, wobei die zweite Oberfläche des zweiten Plattenelements zumindest im Verbindungsbereich einen differentialen Höhenoberflächenabschnitt aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der differentiale Höhenoberflächenabschnitt ein oder mehrere erhöhte Oberflächenelemente umfasst, die sich über eine Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements erstrecken, wobei das eine oder die mehreren erhöhten Oberflächenelemente mindestens 0,2 Millimeter höher sind als die Basisoberflächenhöhe der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die erhöhten Oberflächenelemente ein regelmäßiges Muster bilden.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der differentiale Höhenoberflächenabschnitt Vertiefungen, Grübchen, Rändelungen, Grate oder erhöhte konzentrische Ringe aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der differentiale Höhenoberflächenabschnitt ein ausgedehntes flaches Tiefenoberflächenprofil umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der der differentiale Höhenoberflächenabschnitt einen zusätzlichen Dickenbereich umfasst.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Oberflächenelemente lineare Grate umfassen.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Oberflächenelemente Vertiefungen umfassen, die konfiguriert sind, um nach innen in die zweite Oberfläche des zweiten Plattenelements vorzustehen.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Oberflächenelemente Vertiefungen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie von der zweiten Oberfläche des zweiten Plattenelements nach außen weg vorstehen.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die erhöhten Oberflächenelemente auf die zweite Oberfläche des zweiten Plattenelements gegossen ausgeformt sind.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Niet ein Stanzniet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der differentiale Höhenoberflächenabschnitt dicker oder höher ist als Teile des zweiten Plattenelements, die den Verbindungsbereich unmittelbar umgeben.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der differentiale Höhenoberflächenabschnitt unterschiedliche Höhen innerhalb des Verbindungsbereichs aufweist.