DE19815320A1 - Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Strukturteile - Google Patents

Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Strukturteile

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Strukturteile in einem kraftübertragenden Verbindungsabschnitt, der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt. Erfindungsgemäß wird eine in den geeignet gestalteten Verbindungsabschnitt zwischen den wie gewünscht zueinander vorpositionierten Strukturteilen eingebrachte Metallpulver-Treibmittel-Mischung aktiviert, wodurch der Verbindungsabschnitt mit Metallschaum ausgefüllt und somit die kraftübertragende Verbindung hergestellt wird. Der Verbindungsabschnitt kann dabei derart gestaltet sein, daß zwischen den Strukturteilen eine starre oder eine zumindest einen Freiheitsgrad aufweisende Verbindung entsteht. Ferner kann in den Verbindungsabschnitt ein eine physikalische Eigenschaft der Verbindung beeinflussendes Zusatzelement eingelegt sein. Angegeben sind dabei verschiedene Verbindungen sowie Anwendungsfälle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Struk­ turteile, insbesondere Metallstrukturteile, in einem kraftübertragenden Ver­ bindungsabschnitt, der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung eine nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellte kraftübertragende Verbindung.
Im bekannten Stand der Technik kommen als kraftübertragende Verbindun­ gen zwischen Strukturteilen Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindungen zum Einsatz, ferner solche mit separaten Verbindungselementen wie bspw. Schrauben oder Nieten. Üblicherweise sollen dabei die miteinander zu ver­ bindenen Strukturteile eine genau definierte Position zueinander einnehmen. Dies erfordert bei der erstgenannten Gruppe von bekannten Verbindungs­ techniken oftmals einen hohen Fertigungsaufwand, da bspw. beim Ver­ schweißen die Strukturteile in Hilfs- oder Haltevorrichtungen gehalten wer­ den müssen. Für die zweitgenannte Gruppe von bekannten Verbindungs­ techniken werden separate Verbindungselemente benötigt, die ebenfalls in teilweise aufwendiger Weise montiert werden müssen.
Eine neuartige demgegenüber vorteilhaftere Verbindungstechnik aufzuzei­ gen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine in den ge­ eignet gestalteten Verbindungsabschnitt zwischen den wie gewünscht zu­ einander vorpositionierten Strukturteilen eingebrachte Metallpulver- Treibmittel-Mischung aktiviert wird, wodurch der Verbindungsabschnitt mit Metallschaum ausgefüllt und somit die kraftübertragende Verbindung herge­ stellt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Insbesondere sind hierin auch vorteilhafte Merkmale von Verbindungen angegeben, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.
Als relativ neuartiger Fertigungsprozess wird in jüngerer Zeit das Metall­ schäumen für verschiedene Anwendungsfälle untersucht, wobei nunmehr auch für einen Serieneinsatz geeignete Metallschaumprozesse vorliegen. Neben der Sonderausgabe der ATZ und MTZ "Werkstoffe im Automobilbau" (Seiten 34 bis 37) wird hierzu auf die beiden deutschen Patentschriften 40 18 360 und 41 01 630 verwiesen. Ausgehend von der Erkenntnis, daß eine Metallschaumstruktur bei geeigneter Dimensionierung auch relativ hohe Kräfte übertragen kann, wird nun vorgeschlagen, Metallschäume auch zur Herstellung einer kraftübertragenden Verbindung zwischen zumindest zwei Strukturteilen zu nutzen. Dabei ist diese Verbindung bzw. der zugehörige Verbindungsabschnitt insofern näher definiert, als er sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt, um keine Ver­ wechslung mit der bekannten Metallschaum-Anwendung in Sandwich-Struk­ turteilen hervorzurufen, in denen der Metallschaum eine Schicht des Sandwich-Schichtkörpers bildet.
In den beigefügten Prinzipskizzen sind stark vereinfacht verschiedene Aus­ führungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestell­ ten Verbindungen gezeigt, wobei anhand dieser Beispiele eine Vielzahl wei­ terer grundsätzlicher Details sowie allgemeine Aus- und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1a, 1g, 1h handelt es sich um durch eine kraftübertragende Verbindung miteinander zu verbindenen insbesondere metallische Strukturteile, die mit den Bezugsziffern 1, 2 be­ zeichnet sind und die jeweils geeignet gestaltete Verbindungsbereiche 1a, 2a aufweisen. Diese Verbindungsbereiche 1a, 2a bilden zusammengesetzt einen sog. Verbindungsabschnitt 3 und werden in diesem in einer eine Kraftübertragung erlaubenden Weise wie folgt miteinander verbunden:
In den Verbindungsabschnitt 3 ist eine Metallpulver-Treibmittel-Mischung 4 eingebracht, die dann, wenn die beiden Strukturteile 1, 2 wie gewünscht re­ lativ zueinander positioniert sind, auf geeignete Weise aktiviert wird, wodurch das Metallpulver aufschäumt, so daß der Verbindungsabschnitt 3 mit Metall­ schaum (dieser trägt folglich ebenfalls die Bezugsziffer 4) ausgefüllt und so­ mit nach Aushärten des Metallschaumes 4 die kraftübertragende Verbindung zwischen den Strukturteilen 1, 2 hergestellt wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1a handelt es sich um eine vollkom­ men starre Verbindung zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2, d. h. der Verbindungsabschnitt 3 weist keinerlei Freiheitsgrade auf.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1g, 1h ist der Verbin­ dungsbereich 1a des untenliegenden Strukturteiles 1 ähnlich einer Kugel­ pfanne ausgebildet, in die das oben liegende Strukturteil 2 mit seinem bspw. kugelkopfförmigen Verbindungsbereich 2a hineinragt, wobei zwischen die­ sen beiden Verbindungsbereichen 1a, 2a ein ausreichend großer Spalt vor­ gesehen ist, der durch den Metallschaum 4 ausgefüllt werden kann, wobei dieser Metallschaum 4 nach dem Aushärten an den beiden Verbindungsab­ schnitten 1a, 2a die kraftübertragende Verbindung zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2 in diesem Verbindungsabschnitt 3 herstellt. Dabei besitzen die Verbindungsabschnitte 3 nach den Fig. 1g, 1h jeweils 3 rotatorische Freiheitsgrade, während bezüglich der translatorischen Freiheitsgrade der Verbindungsabschnitt 3 bei Fig. 1g vollständig fixiert ist, während der Ver­ bindungsabschnitt 3 nach Fig. 1h zusätzlich einen translatorischen Frei­ heitsgrad aufweist.
Bezüglich der verschiedenen Freiheitsgrade, die mit unterschiedlich ausge­ bildeten Verbindungsabschnitten 3, die nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren darstellbar sind, erzielbar sind, wird im folgenden kurz auf die Fig. 1b-1f verwiesen. In diesen Figurendarstellungen ist der Einfachheit halber nur das Strukturteil 1, nicht jedoch das Strukturteil 2 dargestellt; ge­ zeigt ist hingegen der Metallschaum 4 und somit die Verbindung zwischen diesem Metallschaum 4 und dem Strukturteil 1 bzw. dessen Verbindungsbe­ reich 1a. Wenn nun die erfindungsgemäß - nämlich durch Aufschäumen ei­ ner Metallpulver-Treibmittel-Mischung 4 - hergestellte Verbindung zwischen dem Strukturteil 1 und dem Metallschaum 4 einen oder auch mehrere Frei­ heitgrade besitzt, so liegen selbstverständlich zumindest diese Freiheitgrade auch bezüglich eines Verbindungsabschnittes 3 vor, der eine weitere Ver­ bindung zwischen dem Metallschaum 4 und dem zweiten (in den Fig. 1b-1f nicht dargestellten) Strukturteil 2 umfasst.
Bei der Prinzipdarstellung nach Fig. 1b liegt kein Freiheitsgrad vor, d. h. das Strukturteil 1 ist gegenüber dem Metallschaum 4 vollständig fixiert, und zwar aufgrund des bspw. als Vierkant ausgebildeten Verbindungsbereiches 1a.
Bei der Prinzipdarstellung nach Fig. 1c liegt ein rotatorischer Freiheitsgrad vor, d. h. das Strukturteil 1 ist gegenüber dem Metallschaum 4 translatorisch vollständig fixiert, um die dargestellte, nicht näher bezeichnete Achse jedoch verdrehbar, und zwar aufgrund des als Kreiszylinder ausgebildeten Verbin­ dungsbereiches 1a.
Gleiches gilt für die Prinzipdarstellung nach Fig. 1d.
Bei der Prinzipdarstellung nach Fig. 1e liegt ein translatorischer Freiheits­ grad vor, d. h. das Strukturteil 1 ist gegenüber dem Metallschaum 4 rotato­ risch vollständig fixiert, in Richtung senkrecht zur Zeichenebene jedoch ver­ schiebbar, und zwar aufgrund des als schwalbenschwanzartige Feder-Nut-Ver­ bindung ausgebildeten Verbindungsbereiches 1a.
Bei der Prinzipdarstellung nach Fig. 1f liegt ein rotatorischer Freiheitsgrad und ein translatorischer Freiheitsgrad vor, d. h. das Strukturteil 1 ist gegen­ über dem Metallschaum 4 translatorisch in Richtung der dargestellten nicht bezeichneten Achse verschiebbar und gleichzeitig um diese Achse verdreh­ bar, und zwar aufgrund des als Kreiszylinder ausgebildeten Verbindungsbe­ reiches 1a, der gleich strukturiert ist wie das Strukturteil 1 selbst.
Daneben sind noch eine Vielzahl beliebiger andersartiger Gestaltungen der Verbindungen zwischen den Strukturteilen 1 bzw. 2 und dem Metallschaum 4, d. h. des Verbindungsabschnittes 3 bzw. der Verbindungsbereiche 1a, 2a möglich. Insbesondere kann auch eine in den Fig. 1a-1f nicht gezeigte, jedoch beim später erläuterten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellte und dort mit der Bezugsziffer 23 bezeichnete Abdeckung vor­ gesehen sein, welche sicherstellt, daß der sich bildende Metallschaum 4 während des Bildungsprozesses im wesentlichen innerhalb des Verbin­ dungsabschnittes 3 gehalten wird.
Die Aktivierung des Treibmittels in der Metallpulver-Treibmittel-Mischung 4 kann unter anderem bei den bislang erläuterten Ausführungsbeispielen - je­ doch ausdrücklich nicht hierauf beschränkt - auf verschiedene Weise erfol­ gen, so insbesondere durch Erwärmung, wobei dies bspw. induktiv oder auch auf pyrotechnischem Wege erfolgen kann. Das Aushärten des dann aufgeschäumten Metallpulvers bzw. des Metallschaumes 4 erfolgt bevorzugt durch Abkühlung. Dabei können in besonders vorteilhafter Weise auch an einem Komplex aus mehreren als den beiden gezeigten Strukturteilen 1, 2 mit dann mehreren Verbindungsabschnitten 3 durch im wesentlichen gleich­ zeitige Aktivierung aller Metallpulver-Treibgas-Mischungen 4 in allen Verbin­ dungsabschnitten 3 sowie durch im wesentlichen gleichzeitiges Aushärten aller Metallschäume 4 in allen Verbindungsabschnitten 3 im wesentlichen gleichzeitig auf erfindungsgemäße Weise alle kraftübertragenden Verbin­ dungen hergestellt werden. Wesentlich ist auch hierbei selbstverständlich, daß vor der Aktivierung der Metallpulver-Treibgas-Mischungen 4 die einzel­ nen Strukturteile (1, 2, sowie weitere) wie im Endzustand gewünscht relativ zueinander vorpositioniert werden bzw. sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, in verschiedenen Verbindungsabschnitten 3 bspw. im Hinblick auf ihre Aktivierungstemperatur unterschiedliche Metallpulver-Treibgas-Mi­ schungen 4 vorzusehen, so daß in Abhängigkeit von der jeweils angeleg­ ten Temperatur jeweils nur eine bestimmte Metallpulver-Treibgas-Mischung 4 aktiviert wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Hier handelt es sich beim Strukturteil 1 um einen Festkörper, bspw. um ein Stück eines Mauerwerks, in welchem sich eine Aussparung befindet, die als Verbindungsbereich 1a fungiert. In diesen Verbindungsbereich 1a ragt das Strukturteil 2 mit seinem Verbin­ dungsbereich 2a hinein. Wie ersichtlich handelt es sich hier konkret beim Strukturteil 2 um einen ösenartigen Haken, dessen Verbindungsbereich 2a von der Form eines Dübels ist. Auch hier ist der Verbindungsabschnitt 3, der durch die beiden Verbindungsbereiche 1a, 2a der wie gewünscht positio­ nieren Strukturteile 1, 2 gebildet wird, mit Metallschaum 4 ausgefüllt, wel­ cher gemäß dem beanspruchten Verfahren erzeugt wurde. Dies bedeutet, daß sich zunächst im Verbindungsabschnitt 3 bzw. insbesondere im Verbin­ dungsbereich 1a eine den Verbindungsbereich 2a umgebende Metallpulver- Treibmittel-Mischung 4 befand, die - nachdem das Strukturteil 2 bezüglich des Strukturteiles 1 wie gewünscht vorpositioniert wurde - aktiviert wurde, wodurch der Verbindungsabschnitt 3 mit dem Metallschaum 4 ausgefüllt wurde, der sodann die kraftübertragende Verbindung zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2 herstellt.
In Verbindung mit dieser Fig. 2 - jedoch ausdrücklich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt - sei darauf hingewiesen, daß die erfin­ dungsgemäß hergestellte Verbindung zwischen den Strukturteilen 1, 2 lös­ bar oder unlösbar sein kann. Unlösbar ist in der Regel stets die Verbindung zwischen den jeweiligen Verbindungsbereichen 1a, 2a, und zwar aufgrund des diese miteinander in einer kraftübertragenden Weise verbindenen Me­ tallschaumes 4. Hingegen kann das Strukturteil 2 selbst von seinem Verbin­ dungsbereich 2a gelöst werden, so daß defacto das Strukturteil 2 vom Strukturteil 1 gelöst werden kann. So ist es bspw. möglich, beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 2 zwischen dem ösenartigen Haken (d. h. dem Strukturteil 2) und dessen in Form eines Dübels ausgebildetem Verbin­ dungsbereich 2a eine Schraubverbindung vorzusehen. Alternativ ist selbst­ verständlich auch eine unlösbare Verbindung letztlich zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2 möglich.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3, in welcher abermals gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, wird im folgenden eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung beschrieben. Da es das erfindungs­ gemäße Verfahren wie beschrieben erlaubt, geeignet vorpositionierte Struk­ turteile erst durch eine Aktivierung der Metallpulver-Treibgas-Mischung kraft­ schlüssig miteinander zu verbinden, kann nämlich vorgesehen sein, daß die­ se Aktivierung (bspw. auf pyrotechnischem Wege) erst bei Vorliegen einer gewissen Randbedingung ausgelöst wird. Ein möglicher Anwendungsfall hierfür liegt im Automobilbau, wenn in einem Crashfall, der von einem geeig­ neten Sensor erkannt wird, die Aktivierung ausgelöst und dadurch irgendei­ ne die Karosseriesteifigkeit erhöhende kraftübertragende Verbindung herge­ stellt wird.
In Fig. 3 stellt somit das Strukturteil 1 ein Bestandteil einer Kraftfahr­ zeug-Karosserie dar, während das Strukturteil 2 ein beliebiges anders Fahrzeug­ teil sein kann. Der Verbindungsabschnitt ist hier stark vereinfacht dargestellt, und zwar ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Dies heißt, daß der Verbindungsbereich 1a eine geeignete Aussparung darstellt, in die das Strukturteil 2 mit seinem Verbindungsbereich 2a hineinragt. Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht hier jedoch der Verbindungsbe­ reich 2a aus mehreren Bestandteilen. So ist mit der Bezugsziffer 21 ein dü­ belartiger Abschnitt bezeichnet, mit dem das Strukturteil 2 unlösbar (oder auch lösbar) verbunden ist. Dieser dübelartige Abschnitt 21 ist - noch analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 - von einer Metallpulver-Treibmittel-Mi­ schung 4 umgeben, die sich hier jedoch innerhalb einer Kartusche 22 be­ findet, die ihrerseits unter Bildung eines Zwischenraumes 24 in den Verbin­ dungsbereich 1a des Strukturteiles 1 eingesetzt ist. Gehalten wird die Kartu­ sche 22 dabei von einer am Strukturteil 1 befestigten Abdeckung 23.
Der Zwischenraum 24 zwischen der Kartusche 22 und dem Strukturteil 1, d. h. der nach Einsetzen der Kartusche 22 in den Verbindungsbereich 1a verbleibende Freiraum kann dabei - insbesondere beim Anwendungsfall oh­ ne die o.g. Crashauslösung - zur Schwingungsentkopplung zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2 nur mit Luft oder mit geeigneten weichen Materiali­ en ausgefüllt sein. Innerhalb der Kartusche 22 und somit in der Metallpulver- Treibmittel-Mischung 4 befindet sich ferner noch ein mit der Bezugsziffer 25 bezeichneter Zünder.
Wird der Zünder 25 ausgelöst, so verursacht dies auf pyrotechnischem We­ ge eine Aktivierung der Metallpulver-Treibmittel-Mischung 4, so daß hieraus ein aufquellender Metallschaum entsteht, der den gesamten Verbindungsbe­ reich 1a, d. h. die Aussparung im Strukturteil 1 ausfüllt, wobei selbstverständ­ lich die Kartusche 22 aufgebrochen wird. Auch der Zwischenraum 24 wird dabei vom Metallschaum (eigentliche Bezugsziffer 4, jedoch ist dieser Zu­ stand hier nicht gezeigt) überbrückt bzw. aufgelöst, so daß hierdurch eine starre und insbesondere eine Kraftübertragung ermöglichende Verbindung zwischen den beiden Strukturteilen 1, 2 hergestellt wird. Dabei kann der Zünder 25 beispielsweise elektrisch ausgelöst werden, daneben ist jedoch auch eine Stoßauslösung zur Aktivierung des Zünders 25, bzw. infolge einer entsprechenden Krafteinwirkung auf das Strukturteil 2 möglich.
Zurückkommend auf die Grundsätze bzw. Grundzüge sämtlicher bisheriger Erläuterungen und daher in allgemeiner Form (ohne Verwendung irgendwel­ cher Bezugsziffern) formuliert, sei nochmals erwähnt, daß es das erfin­ dungsgemäße Verfahren in seiner allgemeinsten Form erlaubt, auf kosten­ günstige und einfache Weise Strukturteile in geeignet gestalteten Verbin­ dungsabschnitten kraftschlüssig miteinander zu verbinden, wobei lediglich dafür Sorge zu tragen ist, daß diese Strukturteile - wie in der Verbindungs­ technik generell üblich - entsprechend dem gewünschten Endzustand vorpo­ sitioniert sind, wobei jedoch die Herstellung der kraftübertragenden Verbin­ dung durch einfache Aktivierung des Metallpulver-Treibgas-Gemisches der­ art einfach ist, daß an irgendwelche Positionier-Hilfsvorrichtungen nur gerin­ ge Anforderungen gestellt werden.
Was dabei die Gestaltung oder den Aufbau der Verbindung zwischen den zumindest zwei Strukturteilen in einem Verbindungsabschnitt, der sich je­ weils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt, und die nach dem erläuterten Verfahren hergestellt ist, betrifft, so kann es sich hierbei um eine starre Verbindung zwischen den Strukturteilen handeln. Es ist aber auch möglich, den Verbindungsabschnitt derart zu gestalten, daß zwischen den Strukturteilen eine zumindest einen Freiheitsgrad aufweisende Verbindung entsteht, wie dies bereits anhand der Fig. 1a-1h erläutert wurde.
Schließlich kann vor dem Aktivieren des Treibgases der Metallpulver- Treibgas-Mischung in den Verbindungsabschnitt ein eine physikalische Ei­ genschaft der Verbindung beeinflussendes Zusatzelement eingelegt werden, welches dann in den Metallschaum eingebunden wird. Bei diesem Zusatz­ element kann es sich bspw. um ein Metalldrahtgeflecht handeln, welches die Festigkeit der Verbindung zwischen den Strukturteilen beeinflußt. Es könnte jedoch auch die Akustik, d. h. die Schallübertragungseigenschaft der Verbin­ dung durch ein geeignetes Zusatzelement in gewünschter Weise beeinflußt werden.
In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß über die vor­ geschlagene Metallschaum-Verbindung weitere Vorteile genutzt werden können bzw. die Metallschaum-Verbindung bzw. das Metallpulver im Hinblick auf die Erzielung weitere Vorteile ausgewählt werden kann. So verändert die Metallschaumstruktur die Weiterleitung von Körperschall zwischen den erfin­ dungsgemäß miteinander verbundenen Strukturteilen, so daß diese Verbin­ dungstechnik auch zur Reduktion von störendem Körperschall bzw. der Übertragung desselben genutzt werden kann. Gleiches gilt bspw. im Hinblick auf das Wärmeleitverhalten. Ferner können erfindungsgemäß verbundene Strukturteile bei geeigneter Gestaltung des Verbindungsabschnittes - im Ge­ gensatz zu bspw. Schweißverbindungen - auch wieder voneinander getrennt werden, wobei noch darauf hingewiesen sei, daß eine Vielzahl von Ergän­ zungen und Abwandlungen zur vorliegenden Erläuterung möglich sind, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1
Strukturteil
1
a Verbindungsbereich von
1
2
Strukturteil
2
a Verbindungsbereich von
2
3
Verbindungsabschnitt
4
Metallpulver-Treibmittel-Mischung = Metallschaum
21
dübelartiger Abschnitt
22
Kartusche
23
Abdeckung
24
Zwischenraum
25
Zünder

Claims (6)

1. Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Strukturteile (1, 2), insbe­ sondere zweier Metallstrukturteile, in einem kraftübertragenden Ver­ bindungsabschnitt (3), der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile (1, 2) erstreckt dadurch gekennzeichnet, daß eine in den geeignet gestalteten Ver­ bindungsabschnitt (3) zwischen den wie gewünscht zueinander vor­ positionierten Strukturteilen (1, 2) eingebrachte Metallpulver- Treibmittel-Mischung (4) aktiviert wird, wodurch der Verbindungsab­ schnitt (3) mit Metallschaum (4) ausgefüllt und somit die kraftübertra­ gende Verbindung hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Komplex aus mehreren Me­ tallstrukturteilen mit mehreren Verbindungsabschnitten (3) die Aktivie­ rung der Metallpulver-Treibmittel-Mischungen (4) im wesentlichen gleichzeitig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung erst bei Vorliegen einer bestimmten Randbedingung ausgelöst wird.
4. Verbindung zumindest zweier Strukturteile (1, 2) in einem kraftüber­ tragenden Verbindungsabschnitt (3), der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen derart gestalteten Verbindungsabschnitt (3), daß eine lösbare oder eine unlösbare Verbindung zwischen den Strukturteilen (1, 2) entsteht.
5. Verbindung zumindest zweier Strukturteile (1, 2) in einem kraftüber­ tragenden Verbindungsabschnitt (3), der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen derart gestalteten Verbindungsabschnitt, (3) daß zwischen den Strukturteilen (1, 2) eine starre oder eine zu­ mindest einen Freiheitsgrad aufweisende Verbindung entsteht.
6. Verbindung zumindest zweier Strukturteile (1, 2) in einem kraftüber­ tragenden Verbindungsabschnitt (3), der sich jeweils nur über einen Bruchteil der Oberfläche der Strukturteile erstreckt, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein in den Verbindungsabschnitt (3) eingeleg­ tes und eine physikalische Eigenschaft der Verbindung beeinflussen­ des Zusatzelement.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3341929A1 (de) * 1983-11-21 1985-05-30 Beitz, Wolfgang, Prof.Dr.-Ing., 1000 Berlin Verfahren zum loesbaren verbinden von kunststoffteilen mit metallteilen mittels einer durch klebung hergestellten formschluessigen schnappverbindung (kraftformschlussverbindung)
DE3637386C1 (de) * 1986-11-03 1987-09-24 Neuenstein Zahnradwerk Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Synchronisierungskoerpern in Stufengetrieben von Kraftfahrzeugen
DE4203505A1 (de) * 1992-02-07 1993-08-12 Sika Chemie Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer klebeverbindung
EP0638382A1 (de) * 1993-08-04 1995-02-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Rotors aus Aluminium Pulver mit einer Stahlschaft
DE19625359A1 (de) * 1996-06-25 1998-01-02 Sachsenring Automobiltechnik G Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsknotens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3341929A1 (de) * 1983-11-21 1985-05-30 Beitz, Wolfgang, Prof.Dr.-Ing., 1000 Berlin Verfahren zum loesbaren verbinden von kunststoffteilen mit metallteilen mittels einer durch klebung hergestellten formschluessigen schnappverbindung (kraftformschlussverbindung)
DE3637386C1 (de) * 1986-11-03 1987-09-24 Neuenstein Zahnradwerk Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Synchronisierungskoerpern in Stufengetrieben von Kraftfahrzeugen
DE4203505A1 (de) * 1992-02-07 1993-08-12 Sika Chemie Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer klebeverbindung
EP0638382A1 (de) * 1993-08-04 1995-02-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Rotors aus Aluminium Pulver mit einer Stahlschaft
DE19625359A1 (de) * 1996-06-25 1998-01-02 Sachsenring Automobiltechnik G Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsknotens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BANHART,John, u.a.: Herstellung und Anwendungsmöglichkeiten von Bauteilen aus geschäumten Metallen. In: Werkstoffe im Automobilbau 97/98, S.34-37 *

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