DE202010017720U1

DE202010017720U1 - Aluminium-Titan-Bauteil

Info

Publication number: DE202010017720U1
Application number: DE202010017720U
Authority: DE
Original assignee: ThyssenKrupp VDM GmbH
Current assignee: VDM Metals International GmbH
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2012-07-03
Anticipated expiration: 2020-03-02

Abstract

Bauteil, umfassend einen ersten Abschnitt (2), einen zweiten Abschnitt (3) sowie einen dritten Abschnitt (4), von denen mindestens einer der Abschnitte (2—4) aus einem Titanwerkstoff und mindestens ein weiterer Abschnitt (2—4) aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, wobei der zweite Abschnitt (3) zwischen dem ersten (2) und dem dritten Abschnitt (4) verläuft und der zweite Abschnitt (3) gegenüber dem ersten (2) und dem dritten Abschnitt (4) kraft-, form- oder reibschlüssig festgelegt ist.

Description

Die Neuerung betrifft Bauteile für am Boden, auf dem Wasser oder in der Luft bewegbare Fahrzeuge.
Durch die DE 10 2004 026 228 B4 ist ein Bauteil bekannt geworden, umfassend einen ersten Bereich aus einem Titanwerkstoff und einen zweiten Bereich aus einem Aluminiumwerkstoff, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich stoffschlüssig miteinander verbunden sind und wobei der erste und der zweite Bereich durch einen im Aluminiumwerkstoff des zweiten Bereichs ablaufenden Tiefschweißprozess oder Wärmeleitungsschweißprozess in Kombination mit einem durch einen Wärmefluss vom Aluminiumwerkstoff hin zum Titanwerkstoff ausgelösten Diffusionsprozess stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Die eingangs genannten Fahrzeuge unterliegen dynamischen Beanspruchungen, so dass es geschehen kann, dass die stoffschlüssige Verbindung keine ausreichende Standzeit des Bauteils mit sich bringt, insbesondere jedoch im stoffschlüssigen Verbindungsbereich Risse entstehen können.
Allgemein bekannt ist, dass bestimmte Flugzeughersteller stranggepresste Titansitzschienen als Alternative zu Aluminiumsitzschienen einsetzen, da der Aluminiumwerkstoff einer erhöhten Korrosion, beispielsweise unter Einwirkung von Flüssigkeiten, wie Cola oder dergleichen, ausgesetzt ist. Bei reinen Aluminiumsitzschienen sind somit sehr hohe Instandhaltungskosten gegeben.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der DE 10 2004 026 228 B4 ein optimiertes Bauteil bereit zu stellen, das die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht mehr beinhaltet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil, umfassend einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt sowie einen dritten Abschnitt, von denen mindestens einer der Abschnitte aus einem Titanwerkstoff und mindestens ein weiterer Abschnitt aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, wobei der zweite Abschnitt zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt verläuft und der zweite Abschnitt gegenüber dem ersten und dem dritten Abschnitt kraft-, form- oder reibschlüssig festgelegt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorteilhafterweise verläuft der zweite Abschnitt zur Bildung eines Doppel-T-Profils etwa senkrecht zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt.
Einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß sind die parallel zueinander verlaufenden ersten und dritten Abschnitte mit nutartigen Profilen zur Aufnahme der Endbereiche des zweiten Abschnitts versehen, wobei bedarfsweise auch die Endbereiche des dem ersten und dritten Abschnitt zugewandten zweiten Abschnitts konturiert ausgebildet sein können.
Abweichend zum Stand der Technik wird keine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, da selbige wie eingangs ausgeführt, mit Problemen hinsichtlich der Standzeit behaftet sein kann.
Vorteilhafterweise wird die feste Verbindung zwischen den drei Abschnitten dadurch herbeigeführt, dass nach dem Einbringen der bedarfsweise konturierten Endbereiche des zweiten Abschnitts in das jeweils zugehörige nutartige Profil des ersten und dritten Abschnitts, beispielsweise durch Rollen herbeigeführt.
Das neuerungsgemäße Bauteil kann zunächst einmal zur Aufnahme von Gegenständen in jedem Bereich eines eingangs angesprochenen Fahrzeugs eingesetzt werden, wobei das Bauteil bevorzugt als Sitzschiene zur Aufnahme eines Sitzes in dem betroffenen Fahrzeug ausgebildet ist.
Von besonderem Vorteil ist, wenn das Bauteil eine Sitzschiene zur Aufnahme eines Flugzeugpassagiersitzes ist, da in diesem Bereich die höchsten Anforderungen an Gewichtsreduzierung und Korrosionsbeständigkeit, respektive Standzeit, gegeben ist.
Zur Abwendung der angesprochenen Korrosionsprobleme ist zumindest derjenige Abschnitt des Bauteils, der dem jeweiligen Sitz, insbesondere dem Flugzeugpassagiersitz, zugewandt ist, aus dem Titanwerkstoff hergestellt.
Zur Erleichterung der Herstellung kann es sinnvoll sein, das Bauteil aus drei jeweils vom Coil abgewickelten Blechabschnitten zu generieren.
Der Neuerungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 Prinzipskizze des neuerungsgemäßen Bauteils;
2 Prinzipskizze des Herstellvorgangs des neuerungsgemäßen Bauteils;
3 und 4 Prinzipskizzen der Verbindungstechnik der einzelnen Abschnitte.
1 zeigt das neuerungsgemäße Bauteil 1, bestehend aus einem ersten Abschnitt 2, einem zweiten Abschnitt 3 sowie einem dritten Abschnitt 4. In diesem Beispiel soll das Bauteil 1 als Doppel-T-Träger ausgebildet sein. Ebenfalls in diesem Beispiel soll der erste Abschnitt 2 aus einem Titanwerkstoff und der zweite sowie der dritte Abschnitt 3, 4 aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Zwischen den Abschnitten 3, 4 sind Verbindungsbereiche 5, 6 gegeben, die entweder kraft-, form- oder reibschlüssig erzeugt werden können.
Es ist zwar grundsätzlich möglich, gemäß DE 10 2004 026 228 B4 die Verbindungsbereiche 5, 6 auch durch stoffschlüssige Verbindungen zu erzeugen, wobei hier hinsichtlich der Dauerfestigkeit bei dynamischen Belastungen möglicherweise nur eine reduzierte Standzeit gegeben ist.
Gegenüber den aus reinen Aluminiumwerkstoffen gebildeten Bauteilen ist der einem aufzunehmenden Element, beispielsweise einem Sitz, zugewandte erste Abschnitt 2, aus einem korrosionsunempfindlichen Werkstoff, nämlich einem Titanwerkstoff, hergestellt.
2 zeigt als Prinzipskizze ein angedeutetes Herstellungsverfahren für das neuerungsgemäße Bauteil 1. Erkennbar sind drei Coils 7, 8, 9, wobei das Coil 7 ein aufgewickeltes Titanblech beinhaltet, während die Coils 8, 9 aufgewickelte Aluminiumbleche beinhalten. Im rechten Teil der 2 ist das neuerungsgemäße Bauteil 1 erkennbar, beinhaltend die Abschnitte 2, 3, 4.
Die 3 und 4 zeigen im Detail, wie die Abschnitte 1, 2 und 3 vorbereitet werden. In den Abschnitten 2 und 4 wird in denjenigen dem Abschnitt 3 zugewandten Flächenbereichen 10, eine profilartige Nut 11 eingebracht. Dies kann beispielsweise durch Rollen geschehen, da der Werkstoff leicht verformbar ist.
Im senkrecht dazu verlaufenden Abschnitt 3 werden die Endbereiche 12, 13 beispielsweise auch durch profilierte Rollen mit einem entsprechenden Gegenprofil 14, 15 versehen. Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, wird der jeweils konturierte Endbereich 14, 15 des Abschnitts 3 in die zugehörige Nut 11 des jeweiligen Abschnitts 2, 4 eingebracht.
In 4 angedeutet ist, wie beispielsweise der Abschnitt 4 mit dem Abschnitt 3 nach Einbringen des Endbereichs 15 in die Nut 11 durch Rollen 16 gefügt wird. Dies gilt in gleicher Weise auch für den Endbereich 12 des Abschnitts 3.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Abschnitt
3: Abschnitt
4: Abschnitt
5: Verbindungsbereich
6: Verbindungsbereich
7: Coil
8: Coil
9: Coil
10: Flächenbereich
11: Nut
12: Endbereich
13: Endbereich
14: Gegenprofil
15: Gegenprofil
16: Rolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004026228 B4 [0002, 0005, 0021]

Claims

Bauteil, umfassend einen ersten Abschnitt (2), einen zweiten Abschnitt (3) sowie einen dritten Abschnitt (4), von denen mindestens einer der Abschnitte (2–4) aus einem Titanwerkstoff und mindestens ein weiterer Abschnitt (2–4) aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, wobei der zweite Abschnitt (3) zwischen dem ersten (2) und dem dritten Abschnitt (4) verläuft und der zweite Abschnitt (3) gegenüber dem ersten (2) und dem dritten Abschnitt (4) kraft-, form- oder reibschlüssig festgelegt ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (3) etwa senkrecht zwischen dem ersten (2) und dem dritten Abschnitt (4) angeordnet ist, dergestalt, dass ein Doppel-T-Profil gebildet wird.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander verlaufenden ersten und dritten Abschnitte (2, 4) mit nutartigen Profilen (11) zur Aufnahme der Endbereiche (12, 13) des zweiten Abschnitts (3) versehen sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (12, 13) des zweiten Abschnitts (3) konturiert ausgebildet sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der insbesondere konturierten Endbereiche (12, 13) des zweiten Abschnitts (3) in das jeweils zugehörige nutartige Profil (11) des ersten (2) und dritten Abschnitts (4) die feste Verbindung zwischen den Abschnitten (2–4), insbesondere durch Rollen, herbeiführbar ist.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Bauteil (1) eine Sitzschiene zur Aufnahme eines Sitzes ist.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bauteil (1) eine Sitzschiene zur Aufnahme eines Flugzeugpassagiersitzes ist.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der dem Sitz, insbesondere dem Flugzeugpassagiersitz, zugewandte Abschnitt (2) aus dem Titanwerkstoff besteht.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gebildet aus drei jeweils vom Coil (7, 8, 9) abgewickelten Blechabschnitten vorgebbarer Länge.