WO2013139561A1 - Verfahren zum verbinden eines verbundblechs mit einem metallischen substrat - Google Patents

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WO2013139561A1
WO2013139561A1 PCT/EP2013/053774 EP2013053774W WO2013139561A1 WO 2013139561 A1 WO2013139561 A1 WO 2013139561A1 EP 2013053774 W EP2013053774 W EP 2013053774W WO 2013139561 A1 WO2013139561 A1 WO 2013139561A1
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composite sheet
sleeve
substrate
metallic
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PCT/EP2013/053774
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Heiko Beenken
Peter Ohse
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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    • Y10T428/24322—Composite web or sheet

Definitions

  • the invention relates to a method for joining a composite sheet to a metallic substrate, wherein the composite sheet has at least one metallic cover layer and at least one non-metallic layer which consists of a plastic, wherein in the composite sheet an opening is introduced and wherein at least one joining element is provided , which is introduced into the opening of the composite sheet. Furthermore, the invention relates to a
  • Construction in particular produced using an embodiment of the above method, comprising a composite sheet and a substrate, wherein the composite sheet
  • Joining element is arranged.
  • Composite sheets also called damping sheets, the at least one metallic cover layer and a non-metallic
  • Substrate is known from the prior art, for example, from JP 01005678 A known.
  • JP 01005678 A relates to
  • the present invention is the
  • the joining element is formed as a metallic sleeve
  • the metallic sleeve is formed so that it forms a positive and non-positive connection with the composite sheet and the metallic sleeve with the end facing the substrate with the Substrate cohesively using a
  • the joining element is designed as a sleeve
  • the plastic layer of the composite sheet is separated from the joining region, so that it does not affect the subsequent joining process.
  • a permanent connection of the sleeve is ensured to the composite sheet, so that during the subsequent joining of the sleeve with the substrate and the composite sheet is permanently connected to the substrate.
  • the forming of the sleeve can be done for example by pressing. Subsequently, the sleeve on the open side of the composite sheet can either be flush with the surface of the composite sheet or survive.
  • the method according to the invention can be the joining process of the sleeve to the substrate by arc welding, laser welding, resistance welding, arc soldering, laser soldering or
  • Additional material can be a welding filler, for example a welding electrode, but also any other common one
  • the sleeve terminates in the molded state, at least on the side facing the substrate flush with the surface of the composite sheet, so that the composite sheet directly on the substrate and rest with this
  • the sleeve has the shape of a hollow cylinder
  • any other cross-sectional area for example a quadrangular or polygonal or elliptical surface, is also conceivable. in the
  • the longitudinal extent of the sleeve may be greater than the thickness of the composite sheet.
  • the composite sheet has a further etail für, which is connected to the KunststoffStoffSchicht.
  • the embodiment of the composite sheet is called
  • Sandwich sheet called and has particularly high
  • the at least one metallic cover layer of the composite sheet and / or the sleeve and / or the substrate made of steel, aluminum and / or an aluminum alloy.
  • metallic cover layers positive influence can be gained both in terms of weight and cost of the composite sheet.
  • any other common metallic compound for example magnesium, can be used as the material of the abovementioned components.
  • plastics are used which are higher for a certain time
  • plastic layers are used for vehicle construction, for the
  • KTL Cathode Dipping
  • the introduction of the sleeve can be done in a one-step process using a self-tapping sleeve, but alternatively, it can also be done in a multi-step process by punching the composite sheet with a tool and then inserting the sleeve.
  • a plurality of sleeves may be introduced into each opening of the composite sheet. As a result, the connection area of the connection of the composite sheet to the substrate can be further increased.
  • the thickness of the plastic layer of the first layer Preferably, the thickness of the plastic layer of the first layer.
  • Composite sheet greater than the thickness of the at least one metallic cover layer, whereby a high weight saving can be achieved.
  • the above-described object is achieved by a joined construction comprising a composite sheet and a substrate characterized in that the joining element is designed as a metallic sleeve, the metallic sleeve positively and non-positively with the joining element
  • the sleeve isolates the
  • the filler material at least partially fills the sleeve.
  • the sleeve closes at least on the
  • the sleeve forms with the surface of the
  • Composite sheet at least partially a plane.
  • the stability of the connection of the sleeve with the composite sheet in the direction of the plane of the composite sheet can be improved.
  • this embodiment is particularly suitable for living Processing, since no, for further processing disturbing, protruding parts of the sleeve from the surface of the
  • the composite sheet at least one further metal layer, with the
  • Plastic layer is connected on.
  • the arrangement of a plastic layer between two metallic cover layers is, as already described above, as a sandwich sheet
  • This embodiment of the joined construction thus has particularly high sound-insulating and
  • the at least one metallic cover layer of the composite sheet and / or the sleeve and / or the substrate are preferably made of steel, aluminum or an aluminum alloy, magnesium or a magnesium alloy. Both the cost and the weight of the construction according to the invention can be further reduced with the use of one of these materials for the above-mentioned components (lightweight sheet).
  • Fig. 2 is a game from a game in a
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of another embodiment of a joined construction according to the invention.
  • FIGS. 1a to 1f show individual steps of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. La shows an embodiment of a
  • Composite sheet 2 which has a plastic layer 8 and a metallic cover layer 6. The thickness of the
  • Plastic layer 8 is greater than the thickness of the metallic cover layer 6 in the illustrated embodiment. However, this layer can also be thinner. This can on the one hand a high weight savings can be achieved, but also the vibration damping properties of the
  • FIGS. 1 b and 1 c show two exemplary embodiments of the sleeve 12 ', which are introduced as a joining element 12 into the composite sheet 2. Both embodiments have the shape of a hollow body.
  • the cross-sectional area of the sleeve 12 'in Fig. Lb is round, the sleeve 12' 'of Fig. Lc quadrangular.
  • FIG. 1 d shows a schematic sectional view
  • the insertion of the sleeve 12 ' can be done in a one-step process using a self-tapping sleeve 12', 12 '' and in a two-step process by punching the composite sheet 2 with a tool and then inserting the sleeve 12 ', 12' '.
  • the sleeve 12 ' preferably has the shape of a hollow body, wherein the
  • Cross section may be both round and polygonal.
  • the longitudinal extent of the sleeve 12 ' is greater than the thickness of the composite sheet 2, so that d ch corresponding forming a shape and
  • Fig. Le shows an embodiment of the compound of a molded sleeve 12 'with a composite sheet 2.
  • sleeve 12 ' Forming the sleeve 12 ', for example by pressing, on an H-shape, a positive and non-positive connection between the sleeve 12' and the composite sheet 2 can be achieved.
  • the sleeve 12 ' can thus absorb both forces in the plane of the composite sheet 2 and forces perpendicular to the surface of the composite sheet 2.
  • Fig. Lf shows an embodiment of a
  • the joining process is carried out using a filler material 14, which is arranged inside the sleeve 12 '.
  • a filler material 14 which is arranged inside the sleeve 12 '.
  • the filler material 14 fills in the embodiment shown, the interior of the sleeve 12 'completely. This arrangement additionally ensures stability in the plane of the composite sheet 2.
  • Fig. Figure 2 shows an alternative embodiment of the joined construction according to the invention.
  • the composite sheet 2 comprises according to FIG. 1 f a plastic layer 8 and a metallic cover layer 6.
  • Fig. Lf fills the filler 14 for joining the sleeve 12 'to the substrate 4, the interior of the sleeve 12' only tei lweise. This arrangement ensures a saving of material of the filler compared to the embodiment of Fig. Lf.
  • Fig. 3 shows a further preferred embodiment of the construction according to the invention.
  • the illustrated Exemplary embodiment comprises the composite sheet 2 a
  • This preferred embodiment has particularly high vibration damping and

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Verbundblechs mit einem metallischen Substrat (4), wobei das Verbundblech mindestens eine metallische Deckschicht (6) und mindestens eine nichtmetallische Schicht (8), welche aus einem Kunststoff besteht, aufweist, wobei in das Verbundblech eine Öffnung eingebracht wird und wobei mindestens ein Fügeelement (12) vorgesehen ist, welches in die Öffnung des Verbundblechs eingebracht wird. Die Aufgabe ein Verfahren zum prozesssicheren Verbinden eines Verbundblechs mit einem metallischen Substrat sowie eine entsprechende Konstruktion anzugeben, wird dadurch gelöst, dass das Fügeelement (12) als metallische Hülse ausgebildet ist, wobei die metallische Hülse umgeformt wird, so dass sie eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Verbundblech eingeht und wobei die metallische Hülse mit dem zum Substrat weisenden Ende mit dem Substrat stoffschlüssig unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes (14) gefügt wird, wobei der Zusatzwerkstoff im Inneren der Hülse (12) angeordnet ist.

Description

Verfahren zum Verbinden eines Verbundblechs mit einem
metallischen Substrat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Verbundblechs mit einem metallischen Substrat, wobei das Verbundblech mindestens eine metallische Deckschicht und mindestens eine nichtmetallische Schicht , welche aus einem Kunststoff besteht , aufweist , wobei in das Verbundblech eine Öffnung eingebracht wird und wobei mindestens ein Fügeelement vorgesehen ist, welches in die Öffnung des Verbundblechs eingebracht wird . Des Weiteren betrifft die Erfindung eine
Konstruktion, insbesondere hergestellt unter Verwendung einer Ausführungsform des oben genannten Verfahrens, umfassend ein Verbundblech und ein Substrat, wobei das Verbundblech
mindestens eine metallische Deckschicht und mindestens eine nichtmetallische Schicht , welche aus einem Kunststoff
besteht , aufweist , wobei im Verbundblech mindestens ein
Fügeelement angeordnet ist.
Verbundbleche, auch Dämpfungsbleche genannt, die mindestens eine metallische Deckschicht und eine nichtmetallische
Schicht , in der Regel eine Kunststoffschicht auf eisen, finden ihren Einsatz aufgrund ihrer hohen Biegesteifigkeit und ihrer schwingungsdämpfenden Eigenschaften zunehmend im Automobilbau . Insbesondere im Karosseriebau kann du ch den Einsatz von Verbundblechen eine hohe Gewichtsreduktion erreicht werden .
Das dauerhafte Verbinden von Verbundblechen mit einem
Substrat ist aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der JP 01005678 A bekannt. Die JP 01005678 A betrifft ein
Verfahren zum Lichtbogenschweißen eines Dämpfungsblechs, das eine Kunstharzschient zwischen zwei Metal lschichten aufweist , mit einem Substrat, wobei eine Öffnung in das Substrat und in die Metallschicht des Dämpfungsblechs, die zum Substrat weist, eingebracht wird . Durch Lichtbogenschweißen entlang der Öffnung wird das Dämpfungsblech mit dem Substrat gefügt. Die Kunstharzschicht geht dabei in die Gasphase über.
Schweißprozesse dieser Art haben den Nachteil, dass der Kunststoff mittelbar Einfluss auf den Schweißprozess nimmt und so zu einem unstabilen Lichtbogen führt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum
prozesssicheren Verbinden eines Verbundblechs mit einem metallischen Substrat sowie eine entsprechende Konstruktion anzugeben, so dass die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden. Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre dadurch gelöst, dass das Fügeelement als metallische Hülse ausgebildet ist, die metallische Hülse umgeformt wird, so dass sie eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Verbundblech eingeht und die metallische Hülse mit dem zum Substrat weisenden Ende mit dem Substrat stoffschlüssig unter Verwendung eines
Zusatzwerkstoffes gefügt wird, wobei der Zusatzwerkstoff im Inneren der Hülse angeordnet ist .
Dadurch, dass das Fügeelement als Hülse ausgebildet ist , wird die Kunststoffschicht des Verbundblechs von dem Fügebereich getrennt, so dass diese den anschließenden Fügeprozess nicht beeinflusst . Durch die form- und kraftschlüssige Verbindung der Hülse mit dem Verbundblech wird eine dauerhafte Anbindung der Hülse an das Verbundblech gewährleistet, so dass beim anschließenden Fügen der Hülse mit dem Substrat auch das Verbundblech mit dem Substrat dauerhaft verbunden wird . Durch das Fügen der Hülse mit dem Substrat unter Verwendung eines ZusatzWerkstoffes, der im Inneren der Hülse angeordnet ist , kann das Verbundblech mit dem Substrat dauerhaft verbunden werden , ohne dass die Kuns stoffschicht des Verbundblechs den Fügeprozess beeinflusst . Im Ergebnis wird eine bessere
Verbindung zwischen Verbundblech und Substrat erreicht. Zudem kann der Fügeprozess erfolgen, ohne dass die
Kunststoffschicht durch einen zu großen Wärmeeintrag
beschädigt wird . Das Umformen der Hülse kann beispielsweise durch Verpressen erfolgen . Anschließend kann die Hülse auf der offenen Seite des Verbundblechs entweder bündig mit der Oberfläche des Verbundblechs abschließen oder überstehen .
Dieses Verfahren hat zusätzlich den Vorteil , dass es
besonders einfach in der Konstruktion und in der Ausführung ist , da die Schweißstelle durch den Durchgang der Hülse besonders gut zu erreichen ist .
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Fügeprozess der Hülse mit dem Substrat durch Lichtbogenschweißen, Laserschweißen, WiderStandsschweißen, Lichtbogenlöten, Laserlöten oder
WiderStandslöten erfolgen . Es sind j edoch auch weitere gängige Fügeprozesse denkbar . In einer bevorzugten Ausgestaltung füllt der Zusatzwerkstoff den Innenraum der Hülse zumindest teilweise aus . Hierdurch wird eine erhöhte Stabi lität bezüglich der Verbindung zwischen der Hülse und dem Substrat gewährleistet. Zudem kann so auch die Stabilität in der Ebene des Verbundblechs verbessert werden. Selbstverständlich kann der
Zusatzwerkstoff den Innenraum der Hülse auch vollständig ausfüllen und die Stabilität weiter verbessern . Als
ZusatzWerkstoff kann ein Schweißzusatz, beispielweise einer Schweißelektrode aber auch j eder andere gängige
Schweißzusatz, oder ein Lötgut vorgesehen sein.
Selbstverständlich sind für andere Fügeprozesse auch andere Zusatzwerkstoffe denkbar .
Besonders bevorzugt schließt die Hülse im geformten Zustand zumindest auf der zum Substrat weisenden Seite bündig mit der Oberfläche des Verbundblechs ab, so dass das Verbundblech unmittelbar auf dem Substrat aufliegen und mit diesem
verbunden sein kann .
Gemäß einer besonders bevorzugten, einfachen Ausgestaltung weist die Hülse die Form eines Hohl Zylinders mit
kreisförmiger Querschnittsfläche auf . Es ist j edoch auch j ede andere Querschnittsfläche, beispielsweise eine vier- oder mehreckige oder eine elliptische Fläche, denkbar . Im
ungeformten Zustand kann die Längserstreckung der Hülse größer sein als die Dicke des Verbundblechs . Durch
beispielsweise Verpressen der Hülse auf eine H-Form schließt die Hülse anschließend zumindest teilweise bündig mit der Oberfläche des Verbundblechs ab . Durch die H-Form wird eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem Verbundblech gewährleistet . Hierdurch können von der Hülse sowohl Kräfte in der Ebene des Verbundblechs als auch Kräfte senkrecht zur Oberfläche des Leichblechs aufgenommen werden . Vorzugsweise weist das Verbundblech eine weitere etailschicht auf, die mit der KunstStoffSchicht verbunden ist. Die Ausführungsform des Verbundblechs wird als
Sandwichblech bezeichnet und weist besonders hohe
schallisolierende und schwingungsdämpfende Eigenschaften bei hoher mechanischer Festigkeit auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bestehen die mindestens eine metallische Deckschicht des Verbundblechs und/oder die Hülse und/oder das Substrat aus Stahl , Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung. Durch die Verwendung dieser metallischen Deckschichten kann sowohl in Bezug auf das Gewicht und die Kosten des Verbundblechs positiv Einfluss gewonnen werden. Diese Aufzählung ist selbstverständlich nicht abschließend, auch j ede weitere gängige metallische Verbindung, beispielsweise Magnesium, kann als Material der oben genannten Bauteile Anwendung finden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kommen Kunststoffe zum Einsatz, die für eine gewisse Zeit höheren
TemperaturSchwankungen ausgesetzt werden können , ohne ihre Eigenschaften zu verändern . Vorzugsweise werden für den Fahrzeugbau Kunststoffschichten verwendet, die für die
Beschichtung in einem Tauchbad, insbesondere für eine
Kathoden-Tauchlakierung (KTL) geeignet sind .
Das Einbringen der Hülse kann in einem einstufigen Verfahren unter Verwendung einer selbstschneidenden Hülse erfolgen, alternativ kann es aber auch in einem mehrstufigen Verfahren durch Lochen des Verbundblechs mit einem Werkzeug und anschließendem Einbringen der Hülse erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform können mehrere Hülsen in jeweils eine Öffnung des Verbundblechs eingebracht werden. Hierdurch kann die Verbindungsfläche der Verbindung des Verbundblechs mit dem Substrat weiter erhöht werden.
Vorzugsweise ist die Dicke der KunststoffSchicht des
Verbundblechs größer als die Dicke der mindestens einen metallischen Deckschicht , wodurch eine hohe Gewichtsersparnis erreicht werden kann.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch eine gefügte Konstruktion umfassend ein Verbundblech und ein Substrat dadurch gelöst , dass das Fügeelement als metallische Hülse ausgebildet ist, die metallische Hülse form- und kraftschlüssig mit dem
Verbundblech verbunden ist und die Hülse mit dem zum Substrat weisenden Ende mit dem Substrat Stoffschlüssig unter
Verwendung eines Zusatzwerkstoffes gefügt ist , wobei der ZusatzWerkstoff im Inneren der Hülse angeordnet ist .
Wie bereits oben ausgeführt , isoliert die Hülse die
Ku ststoffschicht des Verbundblechs , so dass diese weder den Fügeprozess beeinfiusst noch durch einen Wärmeeintrag des Fügeprozesses beschädigt wird . Durch die form- und
kraftschlüssige Verbindung der Hülse mit dem Verbundblech und die stoffschlüssige Fügeverbindung der Hülse mit dem Substrat kann eine besonders feste Verbindung des Verbundblechs mit dem Substrat gewährleistet werden .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Konstruktion füllt der Zusatzwerkstoff die Hülse zumindest teilweise aus . Hierdurch wird einerseits eine bessere Verbindung zwischen der Hülse und dem Substrat gewährleistet, zudem aber auch die Stabilität in der Ebene des Verbundblechs erhöht. Der
Zusatzwerkstoff kann den Innenraum der Hülse natürlich auch vollständig ausfüllen, wodurch die Stabilität noch weiter verbessert werden kann.
Besonders bevorzugt ist die Fügeverbindung durch
Lichtbogenschweißen, Laserschweißen , Widerstandsschweißen, Lichtbogenlöten, Widerstandslöten oder Laserlöten
ausgebildet. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, selbstverständlich sind auch weitere gängige Fügeprozesse denkbar. Entsprechend dem Fügeprozess kann als
Zusatzwerkstoff ein Schweißzusatz oder ein Lötgut vorgesehen sein. Bei der Anwendung anderer Fügeprozesse ist natürlich auch die Verwendung weiterer Zusatzstoffe denkbar.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion schließt die Hülse zumindest auf der zum
Substrat weisenden Seite bündig mit der Oberfläche des
Verbundblechs ab. Hierdurch kann das Verbundblech unmittelbar auf dem Substrat aufliegen, wodurch eine verbesserte
Stabilität der Verbindung in einer Richtung senkrecht auf die Ebene des Verbundblechs erreicht wird.
Vorzugsweise bildet die Hülse mit der Oberfläche des
Verbundblechs zumindest teilweise eine Ebene . Durch den zumindest teilweise bündigen Abschluss der Hülse mit der Oberfläche des Verbundblechs kann einerseits die Stabilität der Verbindung der Hülse mit dem Verbundblech in Richtung der Ebene des Verbundblechs verbessert werden . Weiterhin eignet sich diese Ausführungsform besonders zur v/eiteren Verarbeitung, da keine, zur Weiterverarbeitung störende, überstehende Teile der Hülse von der Oberfläche des
Verbundblechs entfernt werden müssen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Konstruktion weist das Verbundblech mindestens eine weitere Metallschicht, die mit der
Kunststoffschicht verbunden ist, auf . Die Anordnung einer Kunststoffschicht zwischen zwei metallischen Deckschichten wird, wie oben bereits beschrieben, als Sandwichblech
bezeichnet . Diese Ausführungsform der gefügten Konstruktion weist damit besonders hohe schall isolierende und
schwingungsdämpfende Eigenschaften bei einer hohen
mechanischen Festigkeit auf .
Die mindestens eine metallische Deckschicht des Verbundblechs und/oder die Hülse und/oder das Substrat bestehen bevorzugt, aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer Magnesiumlegierung . Sowohl die Kosten als auch das Gewicht der erfindungsgemäßen Konstruktion können mit der Verwendung eines dieser Materialien für die oben genannten Bauteile weiter reduziert werden (Leichtblech) .
Gemäß einer letzten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konstruktion ist die Dicke der Kunststoffschicht des
Verbundblechs größer als die Dicke der mindestens einen metallischen Deckschicht . Hierdurch kann eine weitere
Reduktion des Gewichtes der gefügten Konstruktion erreicht werden .
Schließlich wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch die Verwendung einer erfindungsgemä en Konstruktion zur nachträglichen Schalldämpfung oder zu Reparaturzwecken gelöst .
Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Konstruktion zur nachträglichen Schalldämmung ermöglicht eine kostengünstige und effektive Schwingungsdämpfung, wobei eine feste
Verbindung des schwingenden Bauteils mit dem Dämpfungsblech gewährleistet werden kann.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Die Zeichnungen zeigen in
Fig. la bis lf in schematischen Schnittansichten sowie schematischen perspektivischen Ansichten ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Aus füh ungsbei spiel einer
erfindungsgemäßen, gefügten Konstruktion,
Fig . 3 in einer schematischen Schnittansieht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen gefügten Konstruktion. Die Fig. la bis lf zeigen jeweils einzelne Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Detail zeigt Fig. la eine Ausführungsbeispiel eines
Verbundblechs 2 , das eine KunststoffSchicht 8 und eine metallische Deckschicht 6 aufweist. Die Dicke der
Kunststoffschicht 8 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel größer als die Dicke der metallischen Deckschicht 6. Diese kann aber auch dünner sein . Hierdurch kann einerseits eine hohe Gewichtsersparnis erreicht werden, zudem können aber auch die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des
Verbundblechs 2 verbessert werden. Die Fig. lb und lc zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Hülse 12' , die als Fügeelement 12 in das Verbundblech 2 eingebracht werden. Beide Ausführungsbeispiele weisen die Form eines Hohlkörpers auf . Die Querschnitts fläche der Hülse 12 ' in Fig. lb ist rund, die der Hülse 12'' der Fig. lc viereckig.
Selbstverständlich kann auch eine Hülse 12' mit einer
beliebigen anderen Querschnittsfläche, beispielsweise einer mehreckigen Querschnittsfläche, verwendet werden, bevorzugt werden allerdings zylinderförmige Hülsen verwendet. Fig. ld zeigt in einer schematischen Schnittansieht ein
Verbundblech 2 mit einer Öffnung 10, wobei in die Öffnung 10 ein Fügeelement 12, insbesondere eine Hülse 12', eingebracht wurde . Das Einbringen der Hülse 12 ' kann in einem einstufigen Verfahren unter Verwendung einer selbstschneidenden Hülse 12 ' , 12 ' ' sowie in einem zweistufigen Verfahren durch Lochen des Verbundblechs 2 mit einem Werkzeug und anschließendem Einbringen der Hülse 12', 12'' erfolgen. Die Hülse 12' weist bevorzugt die Form eines Hohlkörpers auf, wobei die
Querschni11sf1äche sowohl rund als auch mehreckig sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Längserstreckung der Hülse 12 ' größer als die Dicke des Verbundblechs 2 , so dass d ch entsprechendes Umformen eine form- und
kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 12' und dem Verbundblech 2 gewährleistet werden kann . Dabei werden die Enden der Hülse 12' gequetscht. Fig. le zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verbindung einer geformten Hülse 12' mit einem Verbundblech 2. Durch die
Umformung der Hülse 12', beispielsweise durch Verpressen, auf eine H-Form kann eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 12' und dem Verbundblech 2 erreicht werden. Die Hülse 12' kann so sowohl Kräfte in der Ebene des Verbundblechs 2 als auch Kräfte senkrecht zur Oberfläche des Verbundblechs 2 aufnehmen. Fig. lf zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen, gefügten Konstruktion umfassend ein
Verbundblech 2 und ein Substrat 4. Der Fügeprozess erfolgt unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes 14 , der im Inneren der Hülse 12' angeordnet ist. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß die Hülse 12' mit dem Substrat 4 gefügt. Der Zusatzwerkstoff 14 füllt im gezeigten Ausführungsbeispiel den Innenraum der Hülse 12' vollständig aus . Diese Anordnung gewährleistet zusätzlich Stabilität in der Ebene des Verbundblechs 2.
Fig . 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, gefügten Konstruktion . Das Verbundblech 2 umfasst entsprechend der Fig . 1 f eine KunststoffSchicht 8 und eine metallische Deckschicht 6. Im Unterschied zu Fig. lf füllt der Zusatzwerkstoff 14 zum Fügen der Hülse 12 ' mit dem Substrat 4 den Innenraum der Hülse 12 ' nur tei lweise aus. Diese Anordnung gewährleistet eine Materialersparnis des Zusatzwerkstoffes gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. lf .
Fig . 3 zeigt ein weiteres bevorzugtes Aus führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Konstruktion . Im dargestellten Ausführungsbeispiel urnfasst das Verbundblech 2 eine
Kunststoffschicht 8 zusammen mit zwei metallischen
Deckschichten 6, 6' . Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel weist besonders hohe schwingungsdämpfende und
schallisolierende Eigenschaften auf.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Verbinden eines Verbundblechs (2) mit einem metall ischen Substrat ( 4 ) , wobei das Verbundblech (2 ) mindestens eine metallische Deckschicht (6) und
mindestens eine nichtmetallische Schicht (8), welche aus einem Kunststoff besteht, aufweist, wobei in das
Verbundblech (2) eine Öffnung (10) eingebracht wird und wobei mindestens ein Fügeelement (12) vorgesehen ist, welches in die Öffnung (10) des Verbundblechs (2) eingebracht wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
- das Fügeelement (12) als metallische Hülse (12') ausgebildet ist,
- die metall ische Hülse (12') umgeformt wird, so dass sie eine orm- und kraftschlüssige Verbindung mit dem
Verbundblech (2 ) eingeht,
- die metallische Hülse (12') mit dem zum Substrat weisenden Ende mit dem Substrat (4) stoffschlüssig unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes (14) gefügt wird, wobei der Zusatzwerkstoff ( 14 ) im Inneren der Hülse ( 12 ' ) angeordnet ist .
Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Fügeverbindung zwischen der Hülse (12') und dem
Substrat (4) durch Lichtbogenschweißen, Laserschweißen , WiderStandsschweißen, Lichtbogenlöten, WiderStandslöten oder Laserlöten erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zusatzwerkstoff (14) die Hülse ( 12 ' ) zumindest teilweise ausfüllt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hülse (12') zumindest auf der zum Substrat (4) weisenden Seite im geformten Zustand bündig mit der Oberfläche des Verbundblechs (2) abschließt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
- die Hülse (12') eine zylindrischen Form aufweist
- die Längserstreckung der Hülse (12') größer ist als die
Dicke des Verbundblechs (2) und
- die Hülse (12') auf eine H-Form verpresst wird, so dass diese mit der Oberfläche des Verbundblechs (2) zumindest teilweise eine Ebene bildet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Verbundblech (2) mindestens eine weitere
Metallschicht ( 6' ) , die mit der KunststoffSchicht (8) verbunden ist, aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die mindestens eine metallische Deckschicht (6) des Verbundblechs (2) und/oder die Hülse (12') und/oder das
Substrat (4) aus Stahl, Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer
Magnesiumlegierung bestehen .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Einbringen der Öffnung (10) in das Verbundblech (2) unter Verwendung einer selbstschneidenden Hülse erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der KunststoffSchicht (8) des Verbundblechs (2) größer als die Dicke der mindestens einen metallischen Deckschicht (6) ist.
Konstruktion, insbesondere hergestellt unter Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend ein Verbundblech (2) und ein Substrat (4), wobei das Verbundblech (2) mindestens eine metallische Deckschicht (6) und mindestens eine nichtmetall ische Schicht (8), welche aus einem Kunststoff besteht ,
aufweist, wobei im Verbundblech (2) mindestens ein
Fügeelement (12) angeordnet ist
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
- das Fügeelement (12) als metallische Hülse (12') ausgebildet ist
- die metallische Hülse ( 12 ' ) form- und kraftschlüssig mit dem Verbundblech (2) verbunden ist ,
- die Hülse (12') mit dem zum Substrat weisenden Ende mit dem Substrat (4) Stoffschlüssig unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes (14) gefügt ist, wobei der
Zusatzwerkstoff (14) im Inneren der Hülse ( 12 ' )
angeordnet ist.
11. Konstruktion nach Anspruch 10 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zusatzwerkstoff (14) die Hülse (12') zumindest teilweise ausfüllt.
12. Konstruktion nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Fügeverbindung durch Lichtbogenschweißen,
Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Lichtbogenlöten,
Widerstandslöten oder Laserlöten ausgebildet ist.
13. Konstruktion nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hülse (12') zumindest auf der zum Substrat (4) weisenden Seite bündig mit der Oberfläche des
Verbundblechs (2 ) abschließt .
14. Konstruktion nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hülse (12' ) mit der Oberfläche des Verbundblechs (2) zumindest teilweise eine Ebene bildet.
15. Konstruktion nach einem der Ansp üche 10 bis 14 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Verbundblech (2 ) mindestens eine weitere
Metallschicht ( 6' ) , die mit der Kunststof f schicht (8) verbunden ist, aufweist. 16. Konstruktion nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die mindestens eine metallische Deckschicht (6) des Verbundblechs (2) und/oder die Hülse (12') und/oder das
Substrat (4) aus Stahl , Aluminium und/oder einer
Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer
Magnesiumlegierung bestehen.
Konstruktion nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Kunststoffschicht (8) des Verbundblechs größer als die Dicke der mindestens einen metallischen Deckschicht (6) ist .
18. Verwendung einer Konstruktion gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Konstruktion zur nachträglichen Schalldämpfung oder zu Reparatu zwecken verwendet wird.
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