DE19952238A1

DE19952238A1 - System for temporary connection of components subject to temperature variations uses bolt fitted with spring supporting one of components and screwed into other, gaps on either side of bolt allowing play

Info

Publication number: DE19952238A1
Application number: DE1999152238
Authority: DE
Inventors: Peter Manzeck; Klaus Patolla
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-03

Abstract

The system for temporary connection of two components (2, 3) which are subject to temperature variations uses a bolt (9) fitted with a spring (19) which supports one of the components (2) and is screwed into the other (3). This produces a resilient connection along the axis of the bolt. Gaps (6) on either side of the bolt allow play in a direction at right angles to its axis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundstück zumindest zweier Bauteile, die Temperaturschwankungen unterworfen sind. Es handelt sich insbesondere um eine nicht dauerhafte, lösbare Verbindung beispielsweise im Rahmen eines Produktionsverfahrens. So können die beiden Bauteile zunächst lösbar verbunden sein und in dem betreffenden Produktionsschritt fest und dauerhaft verbunden werden.The invention relates to a composite piece of at least two components Are subject to temperature fluctuations. In particular, it is not permanent, detachable connection, for example in the context of a production process. So the two components can first be releasably connected and in the relevant one Production step be firmly and permanently connected.

Die Temperaturänderungen bestehen zum einen im Aufheizen der Bauteile/des Verbundstücks bis auf eine vorbestimmte Bearbeitungstemperatur. Nach der Bearbeitung in dem betreffenden Produktionsschritt kann eine weitere Temperaturänderung durch das Abkühlen der Bauteile/des Verbundstücks bis auf eine Entnahmetemperatur erfolgen. Zum anderen sind mit Temperaturschwankungen/Temperaturänderungen auch räumliche Änderungen der Temperaturverteilung gemeint. So können Bauteile mit unterschiedlichen Temperaturen zusammengebracht werden. Dies hat einen sehr scharfen Temperaturgradienten am Übergang vom einen zum anderen Bauteil zur Folge. Bei beheizten Bauteilen sind aufgrund der Inhomogenitäten der Beheizung und des Materials stets räumliche Temperaturschwankungen vorhanden.The temperature changes consist, on the one hand, of heating the components / Composite up to a predetermined processing temperature. After Processing in the relevant production step can be another Temperature change due to the cooling of the components / the composite piece down to one Take temperature. The other are with Temperature fluctuations / temperature changes also spatial changes in the Temperature distribution meant. This allows components with different temperatures be brought together. This has a very sharp temperature gradient on Transition from one component to another. With heated components due to the inhomogeneities of the heating and the material always spatial Temperature fluctuations exist.

Unter Einfluß der Temperaturänderungen kommt es zur thermischen Ausdehnung, Kontraktion oder Relativverschiebung aller beteiligten Bauteile. Diese Änderungen der Geometrie führen bei relativ zueinander fixierten Bauteilen zu Verspannungen. Diese Verspannungen können Materialfehler, Risse und unerwünschte Verformungen der Bauteile bedingen. Die unterschiedlichen, thermischen Ausdehnungen der Materialien können beispielsweise nach Art eines Bimetalls eine unerwünschte Krümmung des Materialverbundes bewirken. Dadurch können schwerwiegende Produktionsfehler entstehen, zudem können Fertigungstoleranzen kaum eingehalten werden.Under the influence of temperature changes, there is thermal expansion, Contraction or relative displacement of all components involved. This changes the Geometry leads to tension in components that are fixed relative to each other. This Tension can cause material defects, cracks and undesirable deformations Components. The different thermal expansions of the materials can, for example in the manner of a bimetal, an undesirable curvature of the Effect material composite. This can cause serious production errors arise, moreover, manufacturing tolerances can hardly be met.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein in der Flächenrichtung lokal spannungsfreies/spannungsarmes und trotzdem unter den Produktionsanforderungen sicher zusammenhaltendes Verbundstück der eingangs genannten Art anzugeben. It is therefore an object of the present invention to be local in the surface direction tension-free / low-tension and still below the production requirements Specify securely holding together piece of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs.This object is achieved by the features of the first claim.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein auch unter Temperaturschwankungen stabiles Verbundstück bereitgestellt wird. Diese unterliegt trotz der Temperaturschwankungen keiner oder lediglich so geringer Verformungskraft/Verzerrungskraft, daß das Verbundstück seine gewünschte Form behält und keine Materialschäden auftreten.The invention offers the advantage that it is stable even under temperature fluctuations Composite piece is provided. This is subject to the temperature fluctuations no or only so little deformation force / distortion force that the Composite piece retains its desired shape and no material damage occurs.

Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Bauteile zu dem Verbundstück mit Normalkomponente bezüglich der lokalen Mittelfläche verspannt und in der Spannrichtung elastisch abgefangen sind. Sie sind demzufolge insbesondere gerade nicht stoffschlüssig/starr miteinander verbunden. Die Verspannung ermöglicht es nämlich erst, daß sich die Bauteile - entsprechend der Ausdehnung/Kontraktion aufgrund der Temperaturschwankungen - relativ zueinander parallel oder im wesentlichen parallel zur lokalen Mittelfläche bewegen können.This advantage is achieved in that the components to the composite with Normal component braced with respect to the local median surface and in the Clamping direction are intercepted elastically. As a result, they are particularly straight not cohesively / rigidly connected. The bracing makes it possible only that the components - according to the expansion / contraction due to the Temperature fluctuations - relative to each other in parallel or essentially parallel to local midface.

Die lokale Mittelfläche kann eine - gedachte oder tatsächliche - Ebene oder Fläche sein, die zwischen den Bauteilen verläuft und diese trennt. Falls weitere Schichten oder Zwischenschichten vorgesehen sind, ist die Mittelfläche zwischen den Bauteilen innerhalb vorzugsweise der Mitte der Zwischenschicht bezüglich der Bauteile angeordnet. Wesentlich ist dabei, daß die Mittelfläche praktisch parallel zu beiden, einander zugewandten Bauteiloberflächen - dies sind insbesondere die Großflächen von beispielsweise Flächenbauteilen - verläuft. Dadurch ist die Mittelfläche praktisch die Ebene, in der (lokal) der wesentliche Anteil der beziehungsweise die gesamte Wärmeausdehnung oder -kontraktion bzw. Relativverschiebung aufgrund der Temperaturänderungen erfolgt.The local middle surface can be a - imaginary or actual - plane or surface, that runs between the components and separates them. If more layers or Intermediate layers are provided, the middle surface between the components preferably within the middle of the intermediate layer with respect to the components arranged. It is essential that the central surface is practically parallel to both mutually facing component surfaces - these are in particular the large areas of for example surface components - runs. As a result, the middle surface is practically the Level at which (locally) the major part or the whole Thermal expansion or contraction or relative displacement due to the Temperature changes take place.

Die Bauteile sind in der Spannrichtung elastisch abgefangen. Dadurch ist stets gewährleistet, daß auch bei Verschiebungen der Bauteile/des Verbundstücks mit Komponente in Richtung senkrecht zur lokalen Mittelfläche bzw. in Spannrichtung - beispielsweise im Rahmen des Produktionsprozesses oder bedingt durch thermische Einflüsse - die Bauteile zueinander relativbeweglich bleiben und nicht eingezwängt und festgesetzt werden. Denn die senkrechten Verschiebungen beziehungsweise Änderungen der Geometrie werden unter Einwirkung lediglich der elastischen Kraft kompensiert/nachvollzogen. Dadurch sind die Flächenpressungen und damit die aufgrund der genannten Geometrieänderungen zusätzlich zu erwartenden Reibungskräfte klein bezogen auf die bereits vor Eintritt der Geometrieänderungen anliegende Spannkraft.The components are elastically intercepted in the clamping direction. This is always ensures that even when there are displacements of the components / composite Component in the direction perpendicular to the local central surface or in the clamping direction - For example as part of the production process or due to thermal Influences - the components remain relatively movable and not constrained and be fixed. Because the vertical shifts respectively Changes in the geometry are affected only by the elastic force compensated / understood. As a result, the surface pressures and thus the due to the above mentioned changes in geometry Small frictional forces related to those before the geometry changes occurred applied clamping force.

Um eine spannungsfreie/spannungsarme Relativverschiebung zu ermöglichen, ist ein Bewegungsspiel mit Komponente parallel zur lokalen Mittelfläche vorgesehen. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Bewegungsspiel ist stets der Ausgleich der oben genannten Änderungen der Geometrie der Bauteile bezüglich ihrer relativen Verschiebungen gewährleistet. Das Bewegungsspiel erlaubt nämlich die Relativbewegung des Verbundstücks aus den Bauteilen zueinander stets in der zum Belastungsausgleich bzw. zur Entlastung erforderlichen Richtung und in dem erforderlichen Maße. Wesentlich ist dabei, daß die mechanische Belastung aufgrund von durch Temperaturänderungen bedingten Relativverschiebungen (s. o.) ausgeschlossen beziehungsweise ausgeglichen ist. Die Temperaturänderungen können zeitliche und örtliche Änderungen der Temperatur sein.To enable a stress-free / low-stress relative displacement, is a Movement play with component provided parallel to the local central area. By the Movement play provided according to the invention is always the compensation of the above mentioned changes in the geometry of the components with respect to their relative Guaranteed shifts. The movement game allows that Relative movement of the composite from the components to each other always in the Load balancing or direction required for relief and in the required dimensions. It is essential that the mechanical load due to relative shifts caused by temperature changes (see above) are excluded or is balanced. The temperature changes can be temporal and local changes in temperature.

So kann beispielsweise das Verbundstück aufgeheizt oder abgekühlt werden. Die auszugleichende Änderung der Geometrie des Verbundstücks erfolgt aufgrund der dabei auftretenden zeitlichen Temperaturänderungen. Mit zeitlichen Temperaturänderungen sind aber stets auch - abhängig von der Bauteilgeometrie - örtliche Temperaturdifferenzen bzw. örtliche Inhomogenitäten der Temperatur im Bereich des Verbundstücks vorhanden. Diese sind durch die thermische Trägheit beziehungsweise durch die begrenzten Wärmeleitfähigkeiten der beteiligten Materialien bedingt.For example, the composite piece can be heated or cooled. The The geometry of the composite piece to be compensated for is due to this occurring temperature changes over time. With changes in temperature over time are always - depending on the component geometry - local temperature differences or local inhomogeneities of the temperature in the Area of the composite piece available. These are due to the thermal inertia or due to the limited thermal conductivity of the materials involved conditionally.

Aber auch unabhängig von dem Vorhandensein zeitlicher Temperaturänderungen können an dem Verbundstück aus den Bauteilen örtliche Inhomogenitäten der Temperaturverteilung oder Temperaturgradienten auftreten. Auch diese sind von dem Begriff Temperaturänderungen ausdrücklich umfaßt.But also regardless of the presence of temperature changes over time can local inhomogeneities of the components on the composite Temperature distribution or temperature gradients occur. These are also from that Term expressly includes temperature changes.

Diese örtlichen bzw. räumlichen Temperaturdifferenzen beziehungsweise Temperaturgradienten können zum einen durch lokale beziehungsweise inhomogene Beheizung bzw. Wärmeübertragung oder -ankopplung verursacht sein. Zum anderen können aber auch von vornherein Bauteile aus verschiedenen Materialien, mit unterschiedlichen Eigenschaften und insbesondere auch Bauteile mit verschiedenen Temperaturen vorgesehen sein. Dann ist stark unterschiedliches Warmverhalten der beteiligten Bauteile praktisch nicht auszuschließen, so daß ein verschleißarmes und insbesondere zerstörungsfreies Verbundstück praktisch nur mittels der vorliegenden Erfindung erfolgen kann.These local or spatial temperature differences respectively On the one hand, temperature gradients can be caused by local or inhomogeneous ones Heating or heat transfer or coupling may be caused. On the other hand but can also use components made of different materials from the outset different properties and in particular components with different Temperatures may be provided. Then the warm behavior is very different involved components practically not excluded, so that a low wear and in particular non-destructive composite practically only by means of the present one Invention can be made.

Um eine (zumindest zweidimensional) allseitige Wärmeausdehnung zu kompensieren, ist vorgesehen, daß das Bewegungsspiel unter Berücksichtigung der anliegenden Spannkraft und der beteiligten Reibungspaare die Relativbewegung der Bauteile in praktisch jede Richtung parallel zur lokalen Mittelfläche erlaubt. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Mittelfläche oder auch Trennfläche sich an den Verlauf der Großflächen der verbundenen Bauteile anschmiegt und somit die (zweidimensional) möglichen Richtungen von Wärmeausdehnungen oder -kontraktionen vorgibt. Die vorgeschlagene Ausgestaltung gewährleistet daher, daß die Wärmeausdehnung durch das Bewegungsspiel stets in der erforderlichen Richtung kompensiert werden kann.In order to compensate for (at least two-dimensional) all-round thermal expansion provided that the movement play taking into account the adjacent Clamping force and the friction pairs involved the relative movement of the components in practically any direction allowed parallel to the local central area. In doing so assumed that the central surface or also the separating surface adapts to the course of the Large areas of the connected components nestle and thus the (two-dimensional) possible directions of thermal expansion or contraction. The proposed design therefore ensures that the thermal expansion through the movement play can always be compensated in the required direction.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß das Bewegungsspiel bezüglich einer Richtung parallel zur lokalen Mittelfläche zumindest so groß ist, wie die Differenz der absoluten Wärmeausdehnungen der Bauteile in dieser Richtung infolge der Temperaturänderungen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Geometrien, Temperaturen und Materialeigenschaften der Bauteile beträgt. Dadurch ist die Abstimmung der Größe des vorhandenen Bewegungsspiels auf die tatsächlich zu erwartende beziehungsweise maximal mögliche Relativverschiebung der Bauteile zueinander gegeben. Diese Abstimmung findet unter Berücksichtigung der gesamten, resultierenden Relativverschiebung der Bauteile zueinander sowie aller beteiligten Materialeigenschaften beziehungsweise Materialkonstanten stall. Die erwähnten, absoluten Wärmeausdehnungen können daher auch Kontraktionen sein; davon sind insbesondere auch die oben genannten Änderungen der Geometrie des Verbundstücks erfaßt.Furthermore, it is proposed that the movement play with respect to one direction parallel to the local central area is at least as large as the difference of the absolute Thermal expansion of the components in this direction due to the temperature changes taking into account the different geometries, temperatures and Material properties of the components. This makes the adjustment of the size of the existing movement play on the actually to be expected respectively maximum possible relative displacement of the components to each other. This Voting takes place taking into account the entire resulting Relative displacement of the components to each other and all involved Material properties or material constants stall. The mentioned absolute thermal expansion can therefore also be contractions; thereof in particular also the above-mentioned changes in the geometry of the composite piece detected.

Die Bauteile sind - vorzugsweise lösbar - miteinander verbunden. Hierzu können separate Verbindungselemente vorgesehen sein. Beispielsweise können Klammern verwendet werden, deren Klemmarme elastisch abgestützt sind.The components are connected to one another, preferably releasably. You can do this separate connecting elements can be provided. For example, parentheses can be used, the clamping arms are elastically supported.

Bevorzugt sind die Bauteile mit einem Verbindungsstift oder mehreren Verbindungsstiften verbunden, der/die an der Bauteiloberfläche eines Bauteils elastisch abgestützt ist/sind, durch ein Durchgangsloch dieses Bauteils mit Bewegungsspiel mit Komponente in Richtung parallel zur lokalen Mittelfläche hindurchgreift/hindurchgreifen und an dem benachbarten Bauteil verankert ist/sind. Wesentlich dabei ist, daß die Verbindungsstifte durch ein Durchgangsloch hindurchgreifen und daher sowohl im Randbereich des Verbundstücks als auch im Innenbereich des Verbundstücks verwendet werden können. Die Verbindungsstifte können somit beispielsweise gleichmäßig verteilt über die gesamte Fläche des Verbundstücks angeordnet sein. Falls mehrere Verbindungsstifte vorgesehen sind, resultiert eine praktisch gleichmäßige Verteilung der anliegenden Spannkraft und ein fester und sicherer Zusammenhalt des Verbundstücks.The components with one or more connecting pins are preferred Connection pins connected, the / which on the component surface of a component elastic is / are supported by a through hole of this component with movement play Reaches / reach through component in the direction parallel to the local central surface and is / are anchored to the adjacent component. It is essential that the Grip connecting pins through a through hole and therefore both in Edge area of the composite piece as well as used in the interior of the composite piece can be. The connecting pins can thus be distributed evenly, for example be arranged over the entire surface of the composite piece. If more Connecting pins are provided, the result is a practically uniform distribution of the clamping force and a firm and secure cohesion of the composite piece.

Anstelle von Verbindungsstiften können selbstverständlich auch nicht stiftförmige Verbindungselemente verwendet werden, die in korrespondierende Durchgangslöcher eines Bauteils eingreifen. Es kommt aber insbesondere darauf an, daß der Verbindungsstift/das Verbindungselement in dem Durchgangsloch des Bauteils ein Bewegungsspiel mit Komponente in Richtung parallel zur lokalen Mittelfläche hat.Instead of connecting pins, you can of course also not use pin-shaped ones Fasteners are used, which in corresponding through holes of a component. But it is particularly important that the Connecting pin / the connecting element in the through hole of the component Has movement play with component in the direction parallel to the local central surface.

Der Verbindungsstift ist an der einen Oberfläche des Bauteils elastisch abgestützt. Dies ist vorzugsweise die Oberfläche des Bauteils, durch welches der Verbindungsstift hindurchgreift. Die elastische Abstützung muß jedoch nicht direkt auf der Bauteiloberfläche dieses Bauteils erfolgen. Der Verbindungsstift kann auch an einer über dem Bauteil liegenden Schicht abgestützt sein. Wesentlich ist, daß der Verbindungsstift mit seinem gegenüberliegenden Ende an dem benachbarten Bauteil verankert ist.The connecting pin is elastically supported on one surface of the component. This is preferably the surface of the component through which the connecting pin reaches through. However, the elastic support does not have to be directly on the Component surface of this component. The connecting pin can also be attached to a the component lying layer be supported. It is essential that the connecting pin is anchored at its opposite end to the adjacent component.

Dadurch wird die elastische Abstützung an der Bauteiloberfläche durch die Verankerung an dem benachbarten Bauteil hinter dem Durchgangsloch gekontert. Dadurch entsteht die erfindungsgemäße Verbindung der Bauteile zu einem Verbundstück. Diese Verbindung ist aber parallel zur lokalen Mittelfläche nicht starr und nach Maßgabe der beteiligten Reibungspaare beziehungsweise Reibungskräfte im Rahmen des Bewegungsspiels des Verbindungsstiftes beweglich.As a result, the elastic support on the component surface through the anchoring countered on the neighboring component behind the through hole. This creates the connection of the components according to the invention into a composite piece. This However, the connection is not rigid parallel to the local central surface and according to the involved friction pairs or frictional forces in the context of Movement play of the connecting pin movable.

Bevorzugt erfolgt die Verankerung dadurch, daß der Verbindungsstift mit einem Einschraubende in ein Innengewinde des benachbarten Bauteils eingreift. Das Innengewinde kann in das Material des benachbarten Bauteils eingebracht sein. Dann ist das Innengewinde, in welchem der Verbindungsstift mit seinem Ankerende verankert ist, direkt in das Material des Bauteils eingeschnitten.The anchoring preferably takes place in that the connecting pin with a Threaded end engages in an internal thread of the adjacent component. The Internal thread can be introduced into the material of the adjacent component. Then the internal thread in which the connecting pin is anchored with its anchor end, cut directly into the material of the component.

Alternativ kann aber auch ein Einschraubelement mit Innengewinde vorgesehen sein, welches in eine Bohrung des Materials des benachbarten Bauteils eingesteckt ist, d. h. die Bohrung korrespondiert mit dem Einschraubelement. Das Einschraubelement kann die Bohrung beispielsweise vollständig ausfüllen, so daß es an dem Bauteil anlegt, durch welches der Verbindungsstift hindurchgreift. Dann sind vorzugsweise die Geometrien von Durchgangsloch und Bohrung derart, daß das Einschraubelement in der Bohrung gefangen ist und nicht durch das Durchgangsloch hindurchtreten kann.Alternatively, a screw-in element with an internal thread can also be provided, which is inserted into a hole in the material of the adjacent component, d. H. the bore corresponds to the screw-in element. The screw-in element can fill the hole completely, for example, so that it bears against the component which the connecting pin passes through. Then the geometries of Through hole and bore such that the screw element in the bore is trapped and cannot pass through the through hole.

In vielen Fällen ermöglicht das erfindungsgemäße Bewegungsspiel erst die verformungsarme Herstellung eines praktisch materialfehlerlosen Verbundstücks, besonders dann, wenn die Bauteile aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Diese Materialien können auch stark unterschiedliche Warmeigenschaften aufweisen. Dann ist eine erfindungsgemäße Kompensation der Änderungen der Geometrie praktisch unerläßlich, besonders wenn es sich um Flächenbauteile mit vergleichsweise großer Flächenerstreckung, insbesondere mit einer Flächenerstreckung größer als 0,1 Quadratmeter handelt.In many cases, the movement play according to the invention enables only that low-deformation production of a practically flawless composite piece, especially when the components are made of different materials. This Materials can also have very different thermal properties. Then an inventive compensation of the changes in geometry practical indispensable, especially when it comes to surface components with a comparatively large size Area extension, in particular with an area extension greater than 0.1 Square meters.

Die Erfindung wird anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated by an embodiment shown in the figure explained.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbundstück 1 zwischen zwei Bauteilen 2, 3. Die Bauteile 2, 3 haben verschiedene Temperaturen. Das Bauteil 2 hat eine höhere und das Bauteil 3 eine niedrigere Temperatur. Als Materialien für die Bauteile 2, 3, die zu dem Flächenverbund zusammengefügt sind, kommen Metallbleche, zum Beispiel Stahlblech oder Aluminiumblech, eventuell aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung sowie Kohlefaser in Frage. Das Bauteil 2 besteht aus einem anderen Material als das Bauteil 3, beide Materialien sind vorzugsweise ausgewählt aus der Menge der oben aufgezählten Materialien. Ein solches Verbundstück 1 wird beispielsweise zu dem Verbundblech verfalzt. Ein solches Verbundblech hat dann die erwünschten Eigenschaften; beispielsweise kann es die Duktilität eines Metalls mit der Flexibilität und Leichtigkeit eines Kohlefasermaterials vereinen.The figure shows a cross section through a composite piece 1 according to the invention between two components 2 , 3 . The components 2 , 3 have different temperatures. Component 2 has a higher temperature and component 3 has a lower temperature. Metal materials, for example steel sheet or aluminum sheet, possibly made of an aluminum-magnesium alloy and carbon fiber, are suitable as materials for the components 2 , 3 , which are joined to form the composite surface. The component 2 consists of a different material than the component 3 , both materials are preferably selected from the amount of the materials listed above. Such a composite piece 1 is folded, for example, into the composite sheet. Such a composite sheet then has the desired properties; for example, it can combine the ductility of a metal with the flexibility and lightness of a carbon fiber material.

Die Verarbeitungstemperaturen (beispielsweise für die Verfalzung) können jedoch für die unterschiedlichen Materialien verschieden sein. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, diese auf unterschiedliche Temperaturen aufzuheizen und erfindungsgemäß die durch die räumlichen/zeitlichen Temperaturschwankungen bedingten Wärmeausdehnungen möglichst spannungsfrei zu kompensieren. The processing temperatures (for example for the rebate) can, however, for the different materials. Hence the need to heat them to different temperatures and according to the invention by thermal expansion due to spatial / temporal temperature fluctuations to compensate as tension-free as possible.

Zum Aufheizen der Bauteile 2, 3 sind in Aufnahmenuten 22 in senkrechter Richtung zur Zeichnungsebene langgestreckte Heizelemente 21 eingezogen. Die Heizelemente 21 können auch in korrespondierende Aufnahmenuten des Bauteils 3 eingezogen sein.In order to heat the components 2 , 3 , elongated heating elements 21 are drawn into the receiving grooves 22 in the direction perpendicular to the plane of the drawing. The heating elements 21 can also be drawn into corresponding receiving grooves of the component 3 .

Die Bauteile 2, 3 sind mit Normalkomponente bezüglich der lokalen Mittelfläche 4 verspannt und in der Spannrichtung 5 elastisch abgefangen. Die lokale Mittelfläche 4 liegt hier zwischen den Bauteilen 2, 3, und zwar etwa in der Mitte der Wärmeisolierschicht 20. Sie wird aufgespannt und verläuft parallel zu den beiden (Flächen-)Bauteilen 2, 3. Sie folgt im wesentlichen deren Kontur, so daß sie auch eine gekrümmte Trennfläche kann. Sie markiert im wesentlichen diejenige Fläche, in welcher die Änderungen der Geometrie des Verbundstücks 2 größtenteils erfolgen. Dazu ist das Verhältnis der Dicken der Bauteile 2, 3 zur größten beziehungsweise kleinsten Längserstreckung der Bauteile 2, 3 in Richtung Ihrer Großflächen kleiner als zehn Prozent, vorzugsweise kleiner als ein Prozent. Ein üblicher Wert für das genannte Verhältnis beträgt etwa 0,1 bis 0,2 Prozent.The components 2 , 3 are clamped with normal components with respect to the local central surface 4 and elastically intercepted in the clamping direction 5 . The local middle surface 4 is here between the components 2 , 3 , specifically in the middle of the heat insulation layer 20 . It is clamped and runs parallel to the two (surface) components 2 , 3 . It essentially follows its contour so that it can also have a curved interface. It essentially marks the area in which the changes in the geometry of the composite piece 2 largely take place. For this purpose, the ratio of the thicknesses of the components 2 , 3 to the largest or smallest longitudinal extent of the components 2 , 3 in the direction of their large areas is less than ten percent, preferably less than one percent. A common value for the ratio mentioned is about 0.1 to 0.2 percent.

Die Bauteile 2, 3 weisen unter der anliegenden Spannung ein Bewegungsspiel 6 mit Komponente parallel zur lokalen Mittelfläche 4 auf. Das Bewegungsspiel 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Mittelfläche 4 und auch senkrecht zu der Spannrichtung 5. Das seitliche Bewegungsspiel 6 ist hier lediglich im Schnitt gezeigt. Selbstverständlich ist das seitliche Bewegungsspiel 6 über die gesamte Durchgriffslänge durch das Bauteil 3 von praktisch gleicher Größe. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Bewegungsspiel 6 allseitig bezüglich des Außenumfangs eines Verbindungsstiftes 9 (hierauf wird später noch näher eingegangen) vorhanden. Es wird bestimmt durch den richtungsgebunden kontaktfreien Abstand zwischen dem Außendurchmesser eines Verbindungsstifts 9 und dem Innendurchmesser des Durchgangslochs 12.The components 2 , 3 have a play of motion 6 with a component parallel to the local central surface 4 under the applied voltage. In the exemplary embodiment shown, the movement play 6 is perpendicular to the central surface 4 and also perpendicular to the clamping direction 5 . The lateral movement play 6 is only shown in section here. Of course, the lateral movement play 6 is of practically the same size over the entire penetration length through the component 3 . In the exemplary embodiment shown, the movement play 6 is present on all sides with respect to the outer circumference of a connecting pin 9 (this will be discussed in more detail later). It is determined by the directional contact-free distance between the outer diameter of a connecting pin 9 and the inner diameter of the through hole 12 .

Das Bewegungsspiel 6 erlaubt unter Berücksichtigung der anliegenden Spannkraft 8 und der beteiligten Reibungspaare (Bauteile 2, 3 sowie Wärmeisolierschicht 20) die Relativbewegung der Bauteile 2, 3 in praktisch jede Richtung 7 parallel zu der lokalen Mittelfläche 4. Dies bedeutet, daß das gezeigte Bewegungsspiel 6 praktisch in jeder Richtung der Trennfläche 4 vorhanden ist. Unter der Voraussetzung, daß die Bauteile 2, 3 aufeinander abgleiten können, bildet die Spannkraft 8 beziehungsweise die Normalkomponente der Spannkraft 8 bezüglich der lokalen Mittelfläche 4 die Normalkraft für die Gleitreibung der Schichten aufeinander. The movement play 6 allows for the relative movement of the components 2 , 3 in practically any direction 7 parallel to the local central surface 4 , taking into account the applied clamping force 8 and the friction pairs involved (components 2 , 3 and thermal insulation layer 20 ). This means that the movement play 6 shown is present in practically every direction of the separating surface 4 . With the proviso that the components 2, 3 can slide on each other, the clamping force 8 and the normal component of the clamping force 8 forms with respect to the local central surface 4 to each other, the normal force for the sliding of the layers.

Gleichzeitig ist das Bewegungsspiel 6 bezüglich einer Richtung 7 parallel zur lokalen Mittelfläche 4 zumindest so groß, wie die Differenz der absoluten Wärmeausdehnungen der Bauteile 2, 3 in dieser Richtung 7 infolge der Temperaturschwankungen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Geometrien, Temperaturen und Materialeigenschaften der Bauteile 2, 3 beträgt.At the same time, the movement play 6 with respect to a direction 7 parallel to the local central surface 4 is at least as large as the difference in the absolute thermal expansions of the components 2 , 3 in this direction 7 as a result of the temperature fluctuations, taking into account the different geometries, temperatures and material properties of the components 2 , 3 is.

Die Bauteile 2, 3 in sind mit einem Verbindungsstift 9 verbunden. Der Verbindungsstift 9 kann beispielsweise eine Schraube mit einem ausreichend großen Schraubenkopf und einem endseitigen Gewinde sein. Der Verbindungsstift 9 ist an der Bauteiloberfläche 10 des unteren Bauteils 3 elastisch abgestützt. Er greift durch ein Durchgangsloch 12 dieses Bauteils 3 mit dem erfindungsgemäßen Bewegungsspiel 6 mit Komponente in Richtung 7 parallel zur lokalen Mittelfläche 4 hindurch. An dem darauffolgenden, benachbarten Bauteil 2 ist der Verbindungsstift 9 verankert. Er kann auch das benachbarte Bauteil 2 durchstoßen und an der gegenüberliegenden Bauteiloberfläche 11 - beispielsweise mit einer Schraubenmutter - gekontert sein.The components 2 , 3 in are connected with a connecting pin 9 . The connecting pin 9 can be, for example, a screw with a sufficiently large screw head and an end thread. The connecting pin 9 is elastically supported on the component surface 10 of the lower component 3 . It reaches through a through hole 12 of this component 3 with the movement play 6 according to the invention with component in direction 7 parallel to the local central surface 4 . The connecting pin 9 is anchored to the subsequent, adjacent component 2 . It can also penetrate the adjacent component 2 and be countered on the opposite component surface 11 , for example with a screw nut.

Die elastische Abstützung erfolgt über eine Druckfeder 19, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder. Die Schraubenfeder ist an der Bauteiloberfläche 10 elastisch abgestützt und durch den Knebelkopf 18 - dies kann beispielsweise ein Schraubenkopf sein - geknebelt, so daß Sie den Verbindungsstift 9, der an der dem Knebelkopf 18 gegenüberliegenden Seite an dem Bauteil 2 verankert ist, unter Zug und damit das Verbundstück 1 unter Druck setzt. Der Druck kann durch geeignete Auswahl der Feder-Verbindungsstift-Paarung unter Berücksichtigung der Geometrie des Verbundstücks 1 eingestellt werden.The elastic support takes place via a compression spring 19 , in the exemplary embodiment shown a coil spring. The coil spring is elastically supported on the component surface 10 and is gagged by the toggle head 18 - this can be a screw head, for example - so that the connecting pin 9 , which is anchored to the component 2 on the side opposite the toggle head 18 , is under tension and thus puts the composite 1 under pressure. The pressure can be set by suitable selection of the spring-connecting pin pairing, taking into account the geometry of the composite piece 1 .

Zwischen der Unterseite der Druckfeder 19 und der Oberseite des Knebelkopfes 18 sitzt eine Federaufnahme 23. Sie ist hülsenförmig und nimmt die Unterseite der Druckfeder 19 auf. Durch eine nicht sichtbare Durchtrittsöffnung an der Unterseite ist der Schaft des Verbindungsstiftes 9 gesteckt. Diese Durchtrittsöffnung ist kleiner als der Durchmesser des Knebelkopfes 18. Die Federaufnahme 23 bewirkt gleichzeitig eine Druckverteilung und Zentrierung der Druckfeder 19 bezüglich des Verbindungsstiftes 9.A spring seat 23 sits between the underside of the compression spring 19 and the top of the toggle head 18 . It is sleeve-shaped and receives the underside of the compression spring 19 . The shaft of the connecting pin 9 is inserted through an invisible passage opening on the underside. This passage opening is smaller than the diameter of the toggle head 18 . The spring receptacle 23 simultaneously causes pressure distribution and centering of the compression spring 19 with respect to the connecting pin 9 .

Der Verbindungsstift 9 greift mit einem Einschraubende 13 mit einem Außengewinde 14 in ein Innengewinde 15 des benachbarten Bauteils 2 ein. Das Innengewinde 15 ist in ein Einschraubelement 16 eingebracht, welches in eine korrespondierende Bohrung 17 des Materials des benachbarten Bauteils 2 eingesteckt und dort verankert ist. Das Innengewinde 15 kann auch direkt in das Material des Bauteils 2 eingeschnitten sein.The connecting pin 9 engages with a screw-in end 13 with an external thread 14 into an internal thread 15 of the adjacent component 2 . The internal thread 15 is introduced into a screw-in element 16 , which is inserted into an appropriate bore 17 in the material of the adjacent component 2 and anchored there. The internal thread 15 can also be cut directly into the material of the component 2 .

Zwischen dem Bauteil 2 und dem Bauteil 3 ist eine Wärmeisolierschicht 20 angeordnet. Sie besteht aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit - beispielsweise einem Mineralfaser-Material beziehungsweise Glasfaser-Material - und vermindert den Wärmeaustausch zwischen den Bauteilen 2, 3.A heat insulating layer 20 is arranged between the component 2 and the component 3 . It consists of a material with low thermal conductivity - for example a mineral fiber material or glass fiber material - and reduces the heat exchange between the components 2 , 3 .

Die eingezeichneten Scherkräfte 24 resultieren aus der Relativverschiebung der Bauteile 2, 3 zueinander. Diese Relativverschiebungen folgen aus den bereits genannten Temperaturschwankungen. Sie können aber auch durch die Bearbeitung, beispielsweise Verfalzung der Bauteile 2, 3 entstehen. Die Erfindung ermöglicht dabei das Abgleiten der Bauteile 2, 3 relativ zueinander, so daß Verspannungen oder Verformungen des resultierenden Verbundstücks 1 vermieden werden. The shear forces 24 shown result from the relative displacement of the components 2 , 3 with respect to one another. These relative shifts follow from the temperature fluctuations already mentioned. However, they can also result from the processing, for example folding of the components 2 , 3 . The invention enables the components 2 , 3 to slide relative to one another, so that distortions or deformations of the resulting composite piece 1 are avoided.

REFERENCE SIGN LIST

11

Verbundstück
Composite piece

22nd

Bauteil
Component

33rd

Bauteil
Component

44th

lokale Mittelfläche
local midsurface

55

Spannrichtung
Clamping direction

66

Bewegungsspiel
Movement game

77

zur lokalen Mittelfläche parallele Richtung
direction parallel to the local median surface

88th

anliegende Spannkraft
applied clamping force

99

Verbindungsstift
Connecting pin

1010th

Bauteiloberfläche
Component surface

1111

Bauteiloberfläche
Component surface

1212th

Durchgangsloch
Through hole

1313

Einschraubende
Screwing

1414

Außengewinde
External thread

1515

Innengewinde
inner thread

1616

Einschraubelement
Screw-in element

1717th

Bohrung
drilling

1818th

Knebelkopf
Gag head

1919th

Druckfeder
Compression spring

2020th

Wärmeisolierschicht
Thermal insulation layer

2121

Heizelement
Heating element

2222

Aufnahmenut für das Heizelement
Location groove for the heating element

2323

Federaufnahme
Feather mount

2424th

Scherkräfte
Shear forces

Claims

1. composite piece ( 1 ) from at least two temperature fluctuating components ( 2 ), ( 3 ) with a relative movement play ( 6 ) with component parallel to the local central surface ( 4 ), the components ( 2 ), ( 3 ) with normal component with respect to local central surface ( 4 ) braced and elastically intercepted in the clamping direction ( 5 ).

2. Composite piece according to claim 1, characterized in that the movement play ( 6 ) taking into account the applied clamping force ( 8 ) and the friction pairs involved, the relative movement of the components ( 2 ), ( 3 ) in practically any direction ( 7 ) parallel to the local central surface ( 4 ) allowed.

3. Composite piece according to claim 1 or 2, characterized in that the movement play ( 6 ) with respect to a direction ( 7 ) parallel to the local central surface ( 4 ) is at least as large as the difference in the absolute thermal expansion of the components ( 2 ), ( 3rd ) in this direction ( 7 ) due to the temperature fluctuations taking into account the different geometries, temperatures and material properties of the components ( 2 ), ( 3 ).

4. Composite piece according to one of claims 1 to 3, characterized in that the components ( 2 ), ( 3 ) are connected to a connecting pin ( 9 ) which is elastically supported on the component surface ( 10 ) of a component ( 3 ) by a through hole ( 12 ) of this component ( 3 ) with movement play ( 6 ) with component in direction ( 7 ) extends parallel to the local central surface ( 4 ) and is anchored to the adjacent component ( 2 ).

5. Composite piece according to claim 4, characterized in that the connecting pin ( 9 ) with a screw-in end ( 13 ) engages in an internal thread ( 15 ) of the adjacent component ( 2 ).

6. Composite piece according to claim 5, characterized in that the internal thread ( 15 ) is introduced into the material of the adjacent component ( 2 ).

7. Composite piece according to claim 5, characterized in that a screw-in element ( 16 ) with an internal thread ( 15 ) is inserted into a bore ( 17 ) of the material of the adjacent component ( 2 ).

8. Composite piece according to one of claims 4 to 7, characterized in that the connecting pin ( 9 ) is elastically supported with a toggle head ( 18 ) via a compression spring ( 19 ) on the component surface ( 10 ).

9. Composite piece according to one of claims 1 to 8, characterized in that a heat insulating layer ( 20 ) is provided between the components ( 2 ), ( 3 ).

10. Composite piece according to one of claims 4 to 8 and according to claim 9, characterized in that the connecting pin ( 9 ) engages through the heat insulating layer ( 20 ).

11. Composite piece according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the components ( 2 ), ( 3 ) is heated.

12. Composite piece according to one of claims 1 to 11, characterized in that a component ( 2 ) with a higher temperature and a component ( 3 ) with a lower temperature are provided.

13. Composite piece according to one of claims 1 to 12, characterized in that the components ( 2 ), ( 3 ) consist of different materials.