DE3038824A1 - Composite extruded profiles made esp. of aluminium and steel - where other materials such as aluminium and steel sheets are spot welded to profiles - Google Patents

Composite extruded profiles made esp. of aluminium and steel - where other materials such as aluminium and steel sheets are spot welded to profiles

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DE3038824A1 DE19803038824 DE3038824A DE3038824A1 DE 3038824 A1 DE3038824 A1 DE 3038824A1 DE 19803038824 DE19803038824 DE 19803038824 DE 3038824 A DE3038824 A DE 3038824A DE 3038824 A1 DE3038824 A1 DE 3038824A1
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Abstract

This is an addn. to 2759897, which described an extrusion die used to bond at least one heavy metal profile, esp. an unclad steel strip (I) to a light metal profile, esp. an Al profile (II). A heavy metal part (Ia) is then welded to strip (I), whereas a light metal sheet (IIa) is welded to profile (II). The novelty is that the sheet (IIa) is placed on a contact surface on the profile (II) next to strip (I). One pref. profile consists of a rectangular Al extrudate contg. a steel strip in one corner; an Al sheet is welded to the Al extrudate, and a steel sheet is welded to the steel strip. The mfr. is used in mfg. vehicles or ships, where the invention improves the bonds between the extruded and welded parts.

Description

Vorrichtung mit einem Verbundprofil und an dieses Device with a composite profile and on this

angeschweißten Körpern oder Teilen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprofil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei gemäß Patent.. . welded bodies or parts The invention relates to a device with a composite profile produced by extrusion from a Light metal profile, in particular an aluminum profile, and at least one with it metallically connected, a part of its surface forming support made of profile tape from a heavy metal, preferably from unplated steel strips or bundle metal strands, whereby according to patent ...

Patenanmeldung (...) an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist Bei Vorrichtungen aus Leichtmetall einerseits und Schwer metallpartnerntandererseits entstehen erhebliche Probleme dadurch, daß Schweißverbindungen zwischen diesen Teilen nicht oder nur unter großem Aufwand hergestellt zu werden vermögen. Patent registration (...) to the light metal profile a body, in particular a sheet of light metal and a heavy metal part welded to the profile strip is for devices made of light metal on the one hand and heavy metal partners on the other Significant problems arise from the fact that welded joints between these parts are not able to be produced or can only be produced with great effort.

Aus diesem Grunde ist man bereits seit langem dazu übergegangen, beispielsweise Stahlträger und Aluminiumplatten dort miteinander zu verschrauben, wo sich eine Verbindung der beiden Werkteile nicht umgehen läßt.For this reason it has been used for a long time, for example To screw steel girders and aluminum plates together where there is a Can not bypass connection of the two parts of the work.

Vor allen Dingen hat sich dies als nachteilig beim Schiffsbau erwiesen, daß sich Leichtmetallaufbauten nicht dicht mit dem Stahlgerüst des Schiffsrumpfes verbinden lassen; Schraubverbindungen können hier auch dann nicht die optimale Lösung darstellen, wenn besondere Dichtungselemente gegen eindringendes Seewasser zwischengeschaltet werden. Ein weiteres Gebiet, auf dem die Verbindung von Leichtmetallblechen und Stahlblechen Schwierigkeiten mit sich bringt, ist die Kraftfahrzeugherstellung.Above all, this has proven to be disadvantageous in shipbuilding, that light metal superstructures are not close to the steel frame of the ship's hull let connect; Even then, screw connections cannot be the optimal solution when special sealing elements are interposed to prevent the ingress of seawater will. Another area in which the connection of light metal sheets and Sheet steel brings difficulties with it is the manufacture of automobiles.

Angesichts dieser Gegebenheiten hatte sich der Vorerfinder das Ziel gesetzt, die geschilderten Nachteile auszuschalten und das Verschweißen von Leichtmetallteilen einerseits und insbesondere hochschmelzenden Schwermetallen andererseits zu ermöglichen. Diese Aufgabe wurde durch die Verwendung des eingangs beschriebenen Verbundprofiles gelöst; an jede Komponente des Verbundprofiles kann problemlos ein Körper, insbesondere ein Blech, aus dem jeweiligen Werkstoff angescnweißt werden. Dieses stranggepreßte Verbundprofil dient also als Schweißkupplung.In view of these circumstances, the pre-inventor had the goal set to eliminate the disadvantages described and the welding of light metal parts on the one hand and in particular high-melting heavy metals on the other hand. This task was achieved through the use of the composite profile described at the beginning solved; A body, in particular a sheet made of the respective material are welded on. This extruded The composite profile thus serves as a welded coupling.

Eine weitere Verbesserung derartiger Schweißkupplungen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Verbesserung besteht darin, daß eine Oberfläche des Verbundprofiles neben dem Profilband eine Anlagefläche für den Leichtmetallkörper aufweist. Dabei ist das Verbundprofil bevorzugt rechteckigen Querschnittes mit in einem Querschnittseck angeordnetem Profilband, dessen freie Oberfläche mit der benachbarten Anlagefläche für den Leichtmetallkörper fluchtet oder dazu im Abstand parallel verläuft, also schulterartig abgesetzt ist.A further improvement of such welded couplings is the subject matter of the present invention. This improvement is that of a surface of the composite profile next to the profile strip a contact surface for the light metal body having. The composite profile is preferably of rectangular cross-section with in a cross-sectional corner arranged profile band, whose free surface with the neighboring The contact surface for the light metal body is aligned or parallel to it at a distance, so is shoulder-like deposed.

Die letztgenannte Au#hrungsform dient zur Verbindung von Blechen unterschiedlicher Dicke; beide beschriebenen Profile erlauben das Aneinanderfügen von Blechen od. dgl. derart, daß deren nach außen gerichtete Oberflächen miteinander fluchten.The last-mentioned embodiment is used to connect different sheets of metal Thickness; both profiles described allow joining of sheets or the like. Such that their outwardly facing surfaces with each other cursing.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Bleche od. dgl. unterschiedlichen derkstoffes mit ihren Komponenten des Verbundprofiles durch Punktschweißen verbunden.According to a further feature of the invention, the two sheets are od. Like. Different derkstoffes with their components of the composite profile Spot welding connected.

Bei derartigen Vorrichtungen treten keine Scherwirkungen auf. Die Sicherheit bei der Koppelung beider Metalle ist unverhältnismäßig hoch.There are no shear effects in such devices. the The safety of coupling the two metals is disproportionately high.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verbundprofil mit Winkelquerschnitt und an wenigstens einem Schenkel vorgesehenem Profilband als Schenkeloberfläche. Dank dieser Maßgabe können die Bleche oder dgl. unterschiedlichen Werkstoffes -- in Abhängigkeit vom Winkel des Winkelquerschnittesrechtwinkelig oder geneigt zueinander festgelegt werden.A composite profile with an angular cross-section is also within the scope of the invention and a profile band provided on at least one leg as a leg surface. Thanks to this provision, the sheets or the like. Different material - depending on the angle of the angular cross-section at right angles or inclined to one another be determined.

Wird beispielsweise ein Schenkel beidseits mit Profilband versehen, können auch Aufbauten mit zwei in Abstand zueinander angebrachten Leichtmetallblechen hergestellt werden, wobei der Abstandshalter gleichzeitig Befestigungselement am Stahlboden ist. Verwandt mit diesen erfindungsgemäßen Verbundprofilen mit Winkelquerschnitt sind T-förmige Verbundprofile, deren einer Balken das Profilband/die Profilbänder trägt.For example, if a leg is provided with profile tape on both sides, superstructures with two light metal sheets attached at a distance from one another can also be used be produced, the spacer at the same time fastening element on Steel floor is. Related to these composite profiles according to the invention with an angular cross-section are T-shaped composite profiles, one beam of which is the profile band (s) wearing.

Als günstig hat es sich erwiesen, wenigstens einen Schenkel des Winkelquerschnittes zu krümmen und damit beispielsweise in sich gekrümmte Seitenbleche von Automobilen am Stahlboden festzulegen.It has proven to be advantageous to have at least one leg of the angular cross-section to bend and thus, for example, curved side panels of automobiles to be fixed on the steel floor.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbundprofile auf sehr einfache Weise die eingangs erwähnte Vorrichtung hergestellt, wobei als Teil der gestellten Aufgabe gesehen wird, daß -- wie bisher nicht möglich -- ein Blech aus Leichtmetall mit einem anstoßenden Blech aus Schwermetall etwa fluchtet und beide miteinander auf einfache Weise durch Schweißen verbunden werden können.Overall, the inventive design of the composite profiles produced the device mentioned in a very simple manner, wherein as Part of the task is seen that - as previously not possible - a Sheet metal made of light metal is roughly in line with an abutting sheet made of heavy metal and both can be connected to each other in a simple manner by welding.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: die Draufsicht auf ein Werkzeug zum Strangpressen von Verbundprofil; Fig. 2: den Schnitt nach Linie II ° lIder Fig 19 Fig. 3: einen vergrößerten Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Verbundprofil; Fig. 4: eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung durch ein weiteres Ausführungsbeispiel; Fig. 5: den Querschnitt durch eine Vorrichtung mit Winkelprofil; Fig. 6: einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungs form.Further advantages, features and details of the invention result can be derived from the following description of preferred exemplary embodiments and based on the drawing; this shows in: FIG. 1: the top view of a tool for extrusion of composite profile; Fig. 2: the section along line II ° lI of Fig. 19 Fig. 3: a enlarged section through a device with a composite profile; Fig. 4: a representation corresponding to FIG. 3 by means of a further exemplary embodiment; Fig. 5: the cross section through a device with an angled profile; Fig. 6: a partial cross-section through another embodiment.

Ein zylindrisches Werkzeug R zum Pressen von Verbundprofilen weist an einem Matrizenhalter 1 einen in dessen Ringwulst 2 eingefügten Matrizeneinsatz 3 auf.A cylindrical tool R for pressing composite profiles has on a die holder 1 a die insert inserted into its annular bead 2 3 on.

Im Zentrum der in Fig 1 hervorgehobenen Einlauffläche 4 des Matrizenhalters 1 ist eine itn Ausführungebeispiel grundrißlich rechtecL#ge -- Einlaufi#ammer 5 zu erkennens welche sich in Preßrichtung x bzw. entlang der Werkzeugachse M unter Bildung einer geneigten Gleitfläche 6 verjüngt. An letztere schließt ein ebenfalls rechteckiger Einlaufrahmen 7 an.In the center of the inlet surface 4 of the die holder highlighted in FIG 1 is an example of an example of a basic plan right-in-run-in 5 to recognize which is in the pressing direction x or along the tool axis M below education an inclined sliding surface 6 tapers. The latter is also followed by a rectangular one Infeed frame 7 on.

Die-dem Matrizeneinsatz 3 benachbarte Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 erzeugt innerhalb jenes Ringwulstes 2 einen flachen Kegel mit in die Werkzeugachse M und den Einlaufrahmen 7 fallender Konstruktionsspitze.The end face 8 of the die holder which is adjacent to the die insert 3 1 creates a flat cone within that annular bead 2 with in the tool axis M and the inlet frame 7 falling construction point.

Der Stirnfläche des Matrizenhalters 1 liegt eine entsprechend eingeformte Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 an, in dessen Zentrum ein den Einsatzrahmen 7 -- mit diesem gegenüber engerem formgebendem Querschnitt -- fortsetzender Matrizendurchbruch 10 der Höhe h angeordnet ist.The end face of the die holder 1 is a correspondingly molded-in surface Conical surface 9 of the die insert 3, in the center of which the insert frame 7 - with this, compared to the narrower shaping cross-section - continuing die opening 10 of the height h is arranged.

Dieser geht in einen sich zur Werkzeugkopfseite 11 trichterähnlich erweiternden Auslaufkanal 12 über.This goes into a funnel-like shape towards the tool head side 11 widening outlet channel 12 over.

In die Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 sind (wie insbesondere im Bereich des Ausschnittsfeldes F in Fig. 1 erkennbar) auf einem gemeinsamen Werkzeugdurchmesser D der beispielsweisen Länge von 300 mm zwei flache Nuten 13 der Breite b(beispielsweise 20 mm) eingeformt, die zusammen mit der sie überspannenden Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 Führungskanäle 14 für während des Preßvorganges dem Matrizendurchbruch 10 radial zuzuführende Profilbänder B ergeben.In the conical surface 9 of the die insert 3 (such as in particular recognizable in the area of the detail field F in Fig. 1) on a common tool diameter D of the example length of 300 mm, two shallow grooves 13 of width b (for example 20 mm), which together with the spanning end face 8 of the die holder 1 guide channels 14 for the die opening 10 radially during the pressing process to be supplied profile strips B result.

An den übergängen zwischen den Kanälen 14 und dem Matrizendurchbruch 10 sind in Ausnehmungen 15 Räder 16 angebracht, deren Umfangswandung 17 jene Profilbänder B watirund ihres Transportes durch das Werkzeug R im Bereiche eines Umschlingungswinkels w (Fig. 2) aufliegen.At the transitions between the channels 14 and the die opening 10 wheels 16 are mounted in recesses 15, the circumferential wall 17 of those profile bands B watirund their transport through the tool R in the area of a wrap angle w (Fig. 2) rest.

Die Breite des Profilbandes B ist größer als deren achsparallele Länge, so daß das Profilband B die Stirnfläche 18 des Rades 16 beidseits überragt und im Bereich des Matrizendurchbruches 10 die Ausnehmung 15 für das Rad 16 überdeckt.The width of the profile band B is greater than its axially parallel length, so that the profile band B protrudes beyond the end face 18 of the wheel 16 on both sides and in the Area of the die opening 10 covers the recess 15 for the wheel 16.

Bei dem im Matrizendurchbruch 10 des Werkzeuges R entstehenden Verbundprofil P liegen eine Leichtmetall-Matrix A das Profilband B aus unplattiertem Bandstahl aneinander und haften durch metallischen Verbund.In the composite profile created in the die opening 10 of the tool R. P is a light metal matrix A, the profile band B made of unclad steel strip to each other and adhere through a metallic bond.

Mit dem Werkzeug R werden sogenannte Schweißkupplungsprofile P besonders günstig hergestellt. So zeigt Fig. 3 ein Verbundprofil P rechteckigen Querschnitts, dessen Bandkomponente B in einem Querschnittseck untergebracht und an die mit Hilfe einer Schweißzange 31 ein Stahlblech 32 bei 33 durch Punktschweißen angeschlossen ist. Das an die x) Aluminiumkomponente A bei 34 angeschweißte Aluminiumblech 35 fluchtet mit dem Stahlblech 32.With the tool R, so-called weld coupling profiles P become special cheaply made. Thus, Fig. 3 shows a composite profile P of rectangular cross-section, whose band component B is housed in a cross-sectional corner and attached to the with the help a welding tongs 31 a steel sheet 32 connected at 33 by spot welding is. The aluminum sheet 35 welded to the x) aluminum component A at 34 aligns with sheet steel 32.

Ist das Aluminiumblech 35 dicker als das Stahlblech 32, wird ein Verbundprofil P1 verwendet, dessen Bandkomponente B die benachbarte Oberfläche 36 der Aluminiumkomponente A um den Differenzbetrag der Blechdicken überragt.If the aluminum sheet 35 is thicker than the steel sheet 32, it becomes a composite profile P1 uses the band component B of which the adjacent surface 36 of the aluminum component A protrudes by the difference in the sheet thickness.

Das Winkelprofil P2 mit an einem Schenkel 37 vorgesehenem Stahlband B dient zum Verbinden zueinander winkelig stehender Bleche 32, 35.The angle profile P2 with a steel strip provided on a leg 37 B is used to connect metal sheets 32, 35 at an angle to one another.

Das querschnittlich gekrümmte Verbundprofil P3 verbindet einen Stahlboden 32 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuges mit einer gebogenen Seitenwand 35r aus Aluminiumblech.The cross-sectionally curved composite profile P3 connects a steel floor 32 of a vehicle, not shown, with a curved side wall 35r made of aluminum sheet.

x)Anlagefläche 38 der... x) contact surface 38 of ...

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprofil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere aus einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche des Verbundprofils (P) neben dem Profilband (B) eine Anlagefläche (38) für den Leichtmetallkörper (35) aufweist. CLAIMS Device with one by means of extrusion produced composite profile from a light metal profile, in particular from a Aluminum profile, and at least one metallically connected to it, part of its surface-forming support made of profiled strip made of a heavy metal, is preferred made of unplated steel strips or bundle metal strands, whereby the light metal profile a body, in particular a sheet metal, made of light metal and attached to the profile band Heavy metal part is welded on, characterized in that one surface of the Composite profile (P) next to the profile band (B) a contact surface (38) for the light metal body (35). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verbundprofil (P, P1) rechteckigen Querschnittes mit in einem Ouerschnittseck angeordneten Profilband (B), dessen freie Oberfläche mit der benachbarten Oberfläche (38) des Leichtmetallprofils (A) fluchtet oder dazu in Abstand parallel verläuft.2. Device according to claim 1, characterized by a composite profile (P, P1) rectangular cross-section with profile band arranged in a cross-sectional corner (B), its free surface with the adjacent surface (38) of the light metal profile (A) is aligned or parallel to it at a distance. 3. Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprçfil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundprofil (P2,P3) einen Winkelquerschnitt aufweist, und wenigstens einer der Schenkel (37) an einer Fläche mit dem Profilband (B) versehen ist.3. Device with a manufactured by extrusion Composite profile made of a light metal profile, in particular an aluminum profile, and at least one metal connected thereto, part of the surface thereof forming support made of profile strip made of a heavy metal, preferably unplated Steel bands or Bundle metal strands, with the light metal profile a body, in particular a sheet metal, made of light metal and attached to the profile band Heavy metal part is welded on, characterized in that the composite profile (P2, P3) has an angular cross-section, and at least one of the legs (37) is provided with the profile band (B) on one surface. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel (37) des Winkelprofiles an seiner Außenfläche mit dem Profilband (B) versehen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the one The leg (37) of the angle profile is provided with the profile band (B) on its outer surface is. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schenkel des Winkelprofils (P3) gekrümmt ist.5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that at least one leg of the angle profile (P3) is curved.
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