DE10111567A1 - Verschweißbares mehrschichtiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Verschweißbares mehrschichtiges Bauteil und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Sandwich-Bauteile, welche aus einem Schichtmaterial herstellt sind, das eine zwischen zwei Deckblechen angeordnete Kunststoffschicht umfaßt. Aufgrund der elektrisch isolierenden Kunststoffschicht können solche Sandwich-Bauteile nicht ohne weiteres mit Hilfe des Punktschweißens gefügt werden. Um diese Problematik zu umgehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Sandwich-Bauteil aus einer bauteilspezifischen Sandwich-Platine herzustellen, welche aus zwei Deckblechen und mindestens einer zwischen diesen Deckblechen eingebrachten Kunststoffzwischenschicht besteht und so zusammengesetzt ist, daß die Platine einerseits Bereiche aufweist, in denen ein Sandwichblech vorliegt, andererseits aber auch (räumlich begrenzte) Schweißbereiche aufweist, in denen die Kunststoffzwischenschicht ausgespart ist und die Platine über ihre gesamte Dicke hinweg ausschließlich aus elektrisch leitfähigem Werkstoff besteht.
Description
Die Erfindung geht aus von einem verschweißbaren mehrschichti
gen Bauteil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es bei
spielsweise aus der DE 40 22 238 C2 als bekannt hervorgeht. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung ei
nes solchen Bauteils nach dem Oberbegriff von Anspruch 4.
Als Ausgangsmaterial für Karosseriekomponenten werden im Fahr
zeugbau vielfach mehrschichtige Bauteile, sogenannte "Sandwich-
Bauteile" eingesetzt. Solche Sandwich-Bauteile umfassen zwei
Deckbleche aus einem relativ festen Material - z. B. aus Metall
blech -, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei
der Abstand zwischen den beiden Deckblechen mit einer Zwischen
schicht aus einem Werkstoff geringer spezifischer Dichte (übli
cherweise aus einem Kunststoff bzw. einem Kunststoffschaum)
ausgefüllt ist. Diese Sandwich-Bauteile haben gegenüber der
Massivwandausführung bei vergleichbarer Festigkeit den Vorteil,
daß ihre Masse erheblich reduziert sowie eine bessere Formstei
figkeit und eine bessere Schalldämmung erreicht wird. Durch
Verwendung von Sandwich-Bauteilen kann daher einerseits eine
Gewichtsersparnis, andererseits eine verbesserte Abschirmung
von Außengeräuschen erzielt werden.
Allerdings gestaltet sich das Fügen von Sandwich-Bauteilen
(z. B. zu einer Fahrzeug-Rohbaukarosserie) als sehr aufwendig
und schwierig: Aufgrund der isolierenden Wirkung der Kunst
stoffzwischenschicht können nämlich die in der Fahrzeug-
Großserienherstellung üblichen Widerstands-Schweißverfahren
(insbesondere das Punktschweißen) nicht oder nur mit besonderen
Verfahrenskniffen auf solche mehrschichtigen Bauteile angewen
det werden. Um trotz der isolierenden Kunststoffzwischenschicht
dennoch ein prozeßsicheres Verschweißen von Sandwich-Bauteilen
zu ermöglichen, schlägt die DE 40 22 238 C2 vor, ein aus dem
Stahlwerk kommendes Sandwichblech rundum mit Blechstreifen aus
Stahl derart zu verschweißen, daß anschließend aus diesem Ver
bundteil eine Platine ausgetrennt werden kann, deren Ränder
ausschließlich aus homogenem Material bestehen. Beim Fügen ei
nes aus einer solchen Platine geformten Bauteils erfolgt die
Schweißung dann entlang der durch die Blechstreifen gebildeten
und somit rein metallischen Ränder.
Die technische Lehre der DE 40 22 238 C2 sieht vor, zur Her
stellung der Platine Metallstreifen stumpf an die Stirnflächen
des Sandwichblechs anzuschweißen. Dies setzt allerdings voraus,
daß die Konturen der zu verschweißenden Berandungen der Metall
streifen und des Sandwichblechs exakt formnegativ zueinander
sind, was - insbesondere bei gebogenen Konturen - nur mit gro
ßem Aufwand zu bewerkstelligen ist. Weiterhin ist das Verfahren
nur sehr eingeschränkt dazu geeignet, Platinen für qualitativ
hochwertige Karosserie-Außenhautteile herzustellen: Werden näm
lich die Metallstreifen - wie in der DE 40 22 238 C2 empfohlen
- mit Hilfe des Rollnahtschweißens an das Sandwichblech ange
schweißt, so bilden sich aufgrund der Einspannung des Sandwich
blechs Ausstrahlungen auf die umliegenden Bereiche, die uner
wünschte Welligkeiten des fertigen Bauteils zur Folge haben.
Werden andererseits die Metallstreifen - wie in der DE 40 22 238 C2
alternativ vorgeschlagen - mit Hilfe des Laserschweißens
mit dem Sandwichblech verbunden, so entstehen Gase, die zu Lun
kerbildung führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, schweißbare
mehrschichtige Blechteile mit hoher Oberflächenqualität bereit
zustellen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein kostengünstiges großserienfähiges Verfahren zur Herstellung
solcher Blechteile vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprü
che 1 und 4 gelöst.
Danach wird die Platine, aus der in einem späteren Pro
zeßschritt (z. B. mittels Tiefziehen) dieses mehrschichtige
Blechteil geformt wird, aus zwei Deckblechen und mindestens ei
ner zwischen diesen Deckblechen eingebrachten Kunststoffzwi
schenschicht so zusammengesetzt, daß die Platine einerseits Be
reiche aufweist, in denen ein Sandwichblech vorliegt, anderer
seits aber auch (räumlich begrenzte) Schweißbereiche aufweist,
in denen die Platine über ihre gesamte Dicke hinweg ausschließ
lich aus elektrisch leitfähigem Werkstoff besteht. Um dies zu
erreichen, werden Zuschnitte des oberen und des unteren Deck
blechs hergestellt, deren Form der gewünschten Platinenform
entspricht; weiterhin wird ein Zuschnitt der Kunststoffzwi
schenschicht hergestellt, der im Bereich der Schweißbereiche
mit Aussparungen versehen ist. Die Zuschnitte der Deckbleche
und der Zwischenschicht werden dann so aufeinandergelegt, daß
die Zwischenschicht zwischen den Deckblechen zu liegen kommt,
und werden zur Bildung der Platine (als Halbzeug zur Herstel
lung des mehrschichtigen Blechteils) miteinander verbunden
(siehe Anspruch 4). Die Deckbleche überspannen also die gesamte
fertige Platine, während im Innenbereich zwischen den Deckble
chen nur in denjenigen Bereichen eine Kunststoff-
Zwischenschicht vorliegt, in denen keine Schweißungen vorgese
hen sind. In den Schweißbereichen hingegen besteht die Platine
über ihre gesamte Dicke hinweg aus metallischem Werkstoff, so
daß hier Widerstandsschweißungen ohne den störenden Einfluß der
isolierenden Zwischenschicht durchgeführt werden können (siehe
Anspruch 1).
Im Gegensatz zu der in der DE 40 22 238 C2 vorgeschlagenen
technischen Lehre - bei der ein mehrschichtiges Sandwichblech
randseitig mit Blechstreifen versehen wird - geht die vorlie
gende Erfindung somit von speziell an das zu fertigende Bauteil
angepaßten Zuschnitten der Deckbleche und der Kunststoffzwi
schenschicht aus, die gestapelt und dann mit Hilfe eines Fügeverfahrens
zu einer Sandwichplatine verbunden werden. So kann
auf einfache Art und Weise eine maßgeschneiderte Platine mit
definierten Schweißbereichen erzeugt werden. Die Kunststoffzwi
schenschicht kann mit beliebig geformten Aussparungen versehen
werden; dadurch können mit geringem Aufwand beliebig geformte
Schweißbereiche - sowohl im Randbereich als auch in randfernen
Gebieten der Platine - vorgesehen werden. Die Anordnung und Di
mensionierung der Schweißbereiche kann somit der Funktion und
der Geometrie des zu fertigenden Bauteils angepaßt werden. Wei
terhin können die Einzelschichten während des Fügeprozesses
vergleichsweise kraftarm und gleichmäßig gespannt werden, so
daß Ausstrahlungen in der Platine vermieden und somit mehr
schichtige Bauteile mit hoher Oberflächenqualität hergestellt
werden können.
Zum Verbinden der Kunststoffzwischenschicht mit den Deckblechen
wird als Fügeverfahren vorzugsweise ein Klebeverfahren einge
setzt (siehe Anspruch 5). Dadurch kann eine flächenhafte Ver
bindung der Zwischenschicht mit einem (oder beiden) der Deck
bleche erreicht werden, wobei sich der Klebebereich wahlweise
über die gesamte Zwischenschicht oder über Ausschnitte davon
erstrecken kann. Alternativ oder zusätzlich können die aufein
andergestapelten Deckbleche mit der dazwischenliegender Kunst
stoffschicht zu einer Platine verbunden werden, indem die Deck
bleche in den Schweißbereichen, in denen die Kunststoffschicht
ausgespart ist, miteinander verschweißt werden (siehe Anspruch
6).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird auf der Platine rand
seitig ein umlaufender Schweißbereich vorgesehen (siehe An
spruch 2). In diesem Fall sind die Ausmaße der Kunststoff
schicht also nach allen Seiten hin kleiner als die der Deckble
che, so daß in Zusammenbaulage der Platine die Deckbleche einen
umlaufenden, über den Rand der Kunststoffschicht hinausragenden
Saum aufweisen, dessen Breite der Breite des Schweißbereichs
entspricht. Zum Verbinden der aufeinandergelegten Zuschnitte
der Deckbleche und der Kunststoffzwischenschicht wird vorteilhafterweise
eines der Deckbleche im Randbereich über das andere
Deckblech gefaltet, und die Deckbleche werden anschließend in
diesen Überlappungsbereichen punktgeschweißt (siehe Anspruch
7).
Um in den Schweißbereichen einen niedrigen elektrischen Wider
stand zwischen den beiden Deckblechen (und somit eine gute Wi
derstands-Schweißbarkeit der Platine bzw. des daraus zu ferti
genden Bauteils) zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die bei
den Deckbleche in diesen randseitigen Schweißbereichen bereits
während der Herstellung der Platine so aufeinanderzudrücken,
daß in den Schweißbereichen ein möglichst geringer Spalt zwi
schen den Deckblechen vorliegt. Alternativ können in die den
Schweißbereichen entsprechenden Aussparungen der Kunststoff
schicht metallische Blechabschnitte eingesetzt werden, deren
Dicke vorteilhafterweise näherungsweise der Dicke der Kunst
stoffschicht entspricht (siehe Anspruch 3): Dies hat den Vor
teil, daß die Platine überall eine näherungsweise homogene Di
cke aufweist, wodurch das Auftreten qualitätsmindernder Verfor
mungen erheblich unterbunden werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert; dabei zei
gen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
verschweißbaren Mehrschicht-Bauteils im Verbund mit
Anbauteilen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte
beim Herstellen des Mehrschicht-Bauteils:
Fig. 2a Zuschneiden der Deckbleche und der Zwi
schenschicht;
Fig. 2b Stapeln der Schichten;
Fig. 2c Verbinden der Schichten zu eine Platine;
Fig. 2d Formen des Bauteils aus der Platine.
Fig. 3 Detailansichten randseitiger Schweißbereiche auf dem
Mehrschicht-Bauteil:
Fig. 3a Ausgestaltung gemäß Ausschnitt lila des Aus
führungsbeispiels der Fig. 2c;
Fig. 3b Alternative Ausgestaltung des Schweißbe
reichs der Fig. 3a;
Fig. 3c Ausgestaltung gemäß Ausschnitt IIIc des Aus
führungsbeispiels der Fig. 4b.
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte
beim Herstellen einer alternativen Ausgestaltung des
Mehrschicht-Bauteils:
Fig. 4a Zuschneiden von Deckblechen, Zwischenschicht
und Einlagen aus Metallblech;
Fig. 4b Stapeln und Verbinden der Schichten.
Fig. 1 zeigt eine schematische und nicht maßstäbliche perspek
tivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen
(Sandwich-) Blechteils 1 im Zusammenbau mit weiteren Anbautei
len 2, 3. Das Sandwich-Blechteil 1 umfaßt zwei Deckbleche 4, 5
aus einem metallischen Werkstoff (insbesondere Stahl oder Alu
minium), welche das gesamte Blechteil 1 überspannen. Im Innen
raum zwischen diesen Deckblechen 4, 5 ist eine Kunststoffzwi
schenschicht 7 angeordnet, die - mit Ausnahme von räumlich be
grenzten randseitigen Schweißbereichen 8, in denen diese Zwi
schenschicht 7 ausgespart ist - ebenfalls das gesamte Blechteil
1 überspannt. Die Berandungen 9 der ausgesparten Schweißberei
che 8 sind in Fig. 1 als gestrichelte Linien angedeutet. In
den randseitigen Schweißbereichen 8 sind die Deckbleche 4, 5 des
Blechteils 1 zusammengedrückt und durch Schweißpunkte 10 ver
bunden, wodurch die Zwischenschicht 7 bezüglich ihrer Lage zwi
schen den Deckblechen 4, 5 fixiert ist. Die Anbauteile 2, 3 sind
durch weitere in den Schweißbereichen 8 angeordnete Schweiß
punkte 11, 12 an das Sandwich-Blechteil 1 angeheftet.
Fig. 2a bis 2d zeigen die Verfahrensschritte bei der Her
stellung des schweißbaren mehrschichtigen Sandwich-Blechteils 1
der Fig. 1: In einem ersten Schritt werden zwei ebene Deckble
che 4',5' zugeschnitten, deren Maße der Geometrie des zu ferti
genden Blechteils 1 angepaßt sind. Diese beiden ebenen Deckble
che 4',5' werden in der gewünschten Ausrichtung aufeinanderge
legt, wobei zwischen die Deckbleche 4',5' eine ebene Kunst
stofffolie 7' eingelegt wird, die so zugeschnitten ist, daß ihr
Rand 13 gegenüber den Rändern 14, 15 der Deckbleche 4',5' nach
innen versetzt ist, so daß die Säume 16, 17 der Deckbleche 4',5'
randseitig über die Kunststofffolie hinausragen; dies ist in
Fig. 2a in einer Explosionsdärstellung gezeigt.
Beim Aufeinanderlegen der beiden Deckbleche 4',5' mit der da
zwischenliegenden Kunststofffolie 7' in der gewünschten gegen
seitigen Ausrichtung entsteht ein Stapel 18 (siehe Fig. 2b),
der in einem nächsten Schritt zu einer Sandwich-Platine 19 ver
bunden wird. Hierzu werden die Säume 16, 17 der Deckbleche 4',5'
zusammengedrückt und beispielsweise mittels Punktschweißen ver
bunden (siehe Fig. 2c und Detailansicht der Fig. 3a). Dabei
wird einerseits eine Fixierung der Kunststofffolie 7' zwischen
den beiden Deckblechen 4',5' erreicht; andererseits wird durch
das Zusammenpressen der Säume 16, 17 ein randseitig umlaufender,
Schweißbereich 8' gebildet, der ausschließlich aus Metallblech
besteht. Die so erzeugte anwendungsspezifische Sandwich-Platine
19 kann nun - analog zu einer aus herkömmlichem Sandwich-
Material geschnittenen Platine - mittels unterschiedlicher Um
formverfahren (Biegen, Tiefziehen etc.) zu dem gewünschten Bau
teil 1 geformt werden (siehe Fig. 2d), welches in weiteren
Prozeßschritten mit Anbauteilen 2, 3 gefügt werden kann (siehe
Fig. 1). Da der Schweißbereich 8' vollmetallisch ist, können
zum Fügen des Bauteils 1 mit den Anbauteilen 2, 3 beliebige
Schweißverfahren zum Einsatz kommen, sofern die Schweißnähte
bzw. -punkte in dem Schweißbereich 8' plaziert werden. Insbe
sondere können Widerstandsschweißverfahren (z. B. Punktschwei
ßen) eingesetzt werden, da die vollmetallischen Schweißbereiche
8' über eine hohe elektrische Leitfähigkeit verfügen.
Alternativ zu dem oben beschriebenen Verbinden der Deckbleche
4',5' mit der Kunststofffolie 7' durch Zusammenpressen und
Punktschweißens der Säume 16, 17 können die Säume 16, 17 nach dem
gegenseitigen Zusammendrücken mittels eines anderen Schweißver
fahrens, insbesondere des Laserschweißens, gefügt werden. Als
weitere Alternative können die Säume zusammengepreßt und an
schließend entlang der Ränder 14, 15 gefaltet (und ggf. zusätz
lich gepunktet bzw. lasergeschweißt) werden (siehe Detailan
sicht der Fig. 3b). Weiterhin können die Deckbleche 4',5' in
ihrem Überlappungsbereich mit der Kunststoffolie 7' auch mit
dieser verklebt werden und anschließend im Bereich der Säume
16, 17 zur Bildung des umlaufenden Schweißbereiches 8' zusammen
gepreßt werden.
In Abhängigkeit der gewünschten Lage und Ausgestaltung der Fü
gebereiche des Blechteils 1 mit anderen Anbauteilen 2, 3 kann
der Schweißbereich 8' (wie in Fig. 2a bis 2d gezeigt) randsei
tig umlaufend gestaltet werden, oder nur ausgewählte Bereiche
des Randes der Platine 19 umfassen. Dementsprechend werden die
Deckbleche 4',5' bzw. die Kunststofffolie 7' so zugeschnitten,
daß die über die Kunststofffolie 7' hinausragenden Säume 16, 17
der Deckbleche 14, 15, die in Zusammenbaulage der Sandwich-
Platine 19 die Schweißbereiche 8' darstellen, den gesamten Rand
20 der Sandwich-Platine oder auch einzelne Bereiche dieses Ran
des 20 überspannen.
Soll aus der Sandwich-Platine 19 ein Sandwich-Blechteil 1 mit
qualitativ hochwertiger Oberfläche erzeugt werden (z. B. durch
Tiefziehen), so sollte die Sandwich-Platine 19 aus herstel
lungstechnischen Gründen vorteilhafterweise überall - also auch
im Bereich der Platinenränder 20 - eine näherungsweise gleiche
Materialdicke haben. Dies wird erreicht, indem während des Zu
sammensetzens der Platine 19' aus den Zuschnitten der Deckble
che 4',5' und der Kunststofffolie 7' die zwischen den Säumen
16, 17 der Deckbleche 4',5' vorliegende randseitige Aussparung
21 der Kunststofffolie 7' durch einen formentsprechenden Abschnitt
22 aus Metallblech ersetzt wird, dessen Dicke D' zumin
dest näherungweise der Schichtdicke D der Kunststoffzwischen
schicht 7' entspricht (siehe Fig. 4a). Dieser Blechabschnitt
22 kann entweder als Ganzes aus einem Metallblech der Dicke D'
ausgeschnitten werden; vorteilhafterweise wird er jedoch aus
mehreren aneinanderbordenden Blechstreifen zusammengesetzt,
welche z. B. mittels Laserschweißen zusammengefügt werden kön
nen, um den ringförmigen Blechabschnitt 22 der Fig. 4a zu er
halten. Die Deckbleche 4',5' werden nun zusammen mit der Kunst
stofffolie 7' und dem Blechabschnitt 22 in der gewünschten Aus
richtung gestapelt und durch Punkt- oder Laserschweißen entlang
der Schweißbereiche 8" zu einer Sandwich-Platine 19' mit nähe
rungsweise uniformer Dicke verbunden (siehe Fig. 4b). Ebenso
wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 2c sind auch in der Plati
ne 19' der Fig. 4b die randseitigen Schweißbereiche 8" vollme
tallisch, so daß die Platine 19' (bzw. ein aus ihr gefertigtes
Sandwich-Blechteil) in diesen Bereichen 8" ohne jegliche Ein
schränkung mit Hilfe eines Widerstands-Schweißverfahrens ver
schweißt werden kann.
Auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 4b kann zum Verbinden der
Deckbleche 4',5' mit der Kunststofffolie 7' bzw. dem randseitig
eingesetzten Metallabschnitt 22 ein Klebeverfahren eingesetzt
werden. Um ein späteres Widerstandsschweißen in den Schweißbe
reichen 8" nicht zu behindern, sollte hierzu ein elektrisch
leitfähiger Klebstoff verwendet werden, oder aber die Kleb
stoffschicht sollte - insbesondere in den Schweißbereichen 8"
- so dünn aufgetragen werden, daß sie einen vernachlässigbar
geringen elektrischen Widerstand darstellt.
Zusätzlich zu den randnahen Schweißbereichen 8" können, wie in
Fig. 4a und 4b dargestellt, auf der Sandwich-Platine 19'
auch randferne Schweißbereiche 23 vorgesehen werden: In diesem
Fall weist die Kunststofffolie 7' - neben den randseitigen Aus
sparungen 21, die den randseitigen Schweißbereichen 8" entspre
chen - weitere Aussparungen 24 in ihrem Inneren auf. Um eine
gleichförmige Dicke der Sandwich-Platine 19' zu erreichen, werden
auch diese Aussparungen 24 während des Zusammensetzens der
Platine 19' durch Einlagen 25 aus Metallblech ersetzt, deren
Dicke D' der Schichtdicke D der Kunststoffzwischenschicht 7'
entspricht. Auch in den randfernen Schweißbereichen 23 ist die
Sandwich-Platine 19' somit vollmetallisch und besitzt daher in
diesen Bereichen 23 eine hohe elektrische Leitfähigkeit, so daß
die Platine 19' - bzw. das daraus durch Umformen gefertigte
Blechteil - auch in diesen Schweißbereichen 23 ohne jegliche
Einschränkung an Anbauteile angeschweißt werden kann.
Die ersetzten Abschnitte 22, 25, die im Beispiel der Fig.
4a, 4b in die Aussparungen 21, 24 der Zwischenschicht 7' einge
setzt sind, können - neben dem oben beschriebenen Metallblech -
auch aus beliebigen anderen Werkstoffen mit hoher Leitfähig
keit, also insbesondere auch aus leitfähigen Kunststoffen, be
stehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf alle Sandwich-Bauteile
anwendbar, die aus Gründen der Gewichtsersparnis bzw. der
Schallreduktion in ihrem Inneren eine Kunststoffschicht aufwei
sen, dennoch aber mit Hilfe eines Schweißverfahrens gefügt wer
den sollen.
Claims (7)
1. Verschweißbares mehrschichtiges Blechteil,
mit einem oberen und einem unteren Deckblech und mindes tens einer zwischen diesen Deckblechen angeordneten Kunst stoffzwischenschicht mit geringer elektrischer Leitfähig keit,
wobei das Blechteil räumlich begrenzte Schweißbereiche um faßt, in denen die Kunststoffzwischenschicht Aussparungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckbleche (4, 5, 4', 5') das gesamte Blechteil (1, 19, 19') überspannen.
mit einem oberen und einem unteren Deckblech und mindes tens einer zwischen diesen Deckblechen angeordneten Kunst stoffzwischenschicht mit geringer elektrischer Leitfähig keit,
wobei das Blechteil räumlich begrenzte Schweißbereiche um faßt, in denen die Kunststoffzwischenschicht Aussparungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckbleche (4, 5, 4', 5') das gesamte Blechteil (1, 19, 19') überspannen.
2. Verschweißbares mehrschichtiges Blechteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blechteil (1, 19, 19') randseitig einen umlaufenden
Schweißbereich (8, 8', 8") aufweist.
3. Verschweißbares mehrschichtiges Blechteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aussparungen (21, 24) der Kunststoffzwischenschicht
(7') im Bereich der Schweißbereiche (8", 23) abschnittsweise
durch metallische Blechabschnitte (22, 25) gefüllt sind, de
ren Dicke (D') näherungsweise der Dicke (D) der Kunststoff
zwischenschicht (7') entspricht.
4. Verfahren zur Herstellung eines verschweißbaren mehrschich
tigen Blechteils,
mit einem oberen und einem unteren Deckblech und mindes tens einer abschnittsweise zwischen diesen Deckblechen an geordneten Kunststoffzwischenschicht,
und mit räumlich begrenzten Schweißbereichen, in denen das Blechteil ausschließlich aus elektrisch leitfähigen Werk stoffen besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß Zuschnitte des oberen und des unteren Deckblechs (4', 5') hergestellt werden,
daß ein Zuschnitt der Kunststoffzwischenschicht (7') her gestellt wird, der im Bereich der Schweißbereiche (8', 8", 23) mit Aussparungen (21, 24) versehen ist,
daß die Zuschnitte der Deckbleche (4', 5') und der Kunst stoffzwischenschicht (7') aufeinandergelegt und zur Bil dung des mehrschichtigen Blechteils (1, 19, 19') miteinander verbunden werden.
mit einem oberen und einem unteren Deckblech und mindes tens einer abschnittsweise zwischen diesen Deckblechen an geordneten Kunststoffzwischenschicht,
und mit räumlich begrenzten Schweißbereichen, in denen das Blechteil ausschließlich aus elektrisch leitfähigen Werk stoffen besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß Zuschnitte des oberen und des unteren Deckblechs (4', 5') hergestellt werden,
daß ein Zuschnitt der Kunststoffzwischenschicht (7') her gestellt wird, der im Bereich der Schweißbereiche (8', 8", 23) mit Aussparungen (21, 24) versehen ist,
daß die Zuschnitte der Deckbleche (4', 5') und der Kunst stoffzwischenschicht (7') aufeinandergelegt und zur Bil dung des mehrschichtigen Blechteils (1, 19, 19') miteinander verbunden werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuschnitte der Deckbleche (4', 5') und der Kunst
stoffzwischenschicht (7') miteinander verbunden werden, in
dem die Kunststoffzwischenschicht (7') mit mindestens einem
der Deckbleche (4', 5') verklebt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuschnitte der Deckbleche (4', 5') und der Kunst
stoffzwischenschicht (7') verbunden werden, indem die Deck
bleche in den Schweißbereichen (8', 8", 23) miteinander ver
schweißt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuschnitte der Deckbleche (4', 5') und der Kunst
stoffzwischenschicht (7') verbunden werden, indem in rand
seitigen Schweißbereichen (8') eines der Deckbleche (4') ü
ber das andere (5') gefaltet und die Deckbleche (4', 5') an
schließend in diesen Überlappungsbereichen punktgeschweißt
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001111567 DE10111567A1 (de) | 2001-03-10 | 2001-03-10 | Verschweißbares mehrschichtiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001111567 DE10111567A1 (de) | 2001-03-10 | 2001-03-10 | Verschweißbares mehrschichtiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10111567A1 true DE10111567A1 (de) | 2002-09-26 |
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ID=7676993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2001111567 Withdrawn DE10111567A1 (de) | 2001-03-10 | 2001-03-10 | Verschweißbares mehrschichtiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE10111567A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009039452A1 (de) | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Daimler Ag | Mehrschichtiges Bauteil |
DE102011109708A1 (de) | 2011-08-06 | 2013-02-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Fügen von blechartigen Bauelementen mit Zwischenschicht aus thermoplastischem Kunststoff |
DE102011055654A1 (de) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Herstellverfahren für ein Verbundblechteil mit metallischem Bereich |
EP2698224A1 (de) * | 2012-08-16 | 2014-02-19 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Verfahren für die Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallstruktur und einer Kunststoffverbundstoffstruktur |
GB2525983A (en) * | 2014-04-10 | 2015-11-11 | Gm Global Tech Operations Inc | Areal component arrangement for a vehicle body, vehicle body with the areal component arrangement and method for welding an areal component of the areal |
DE102014208708A1 (de) | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen eines Verbundblechbauteils mit einem weiteren Bauteil |
DE102014208706A1 (de) | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen eines Verbundblechbauteils mit einem Funktionselement |
DE102014017689A1 (de) * | 2014-11-24 | 2016-05-25 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes mit schweißbarem Flansch |
-
2001
- 2001-03-10 DE DE2001111567 patent/DE10111567A1/de not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009039452A1 (de) | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Daimler Ag | Mehrschichtiges Bauteil |
DE102011109708A1 (de) | 2011-08-06 | 2013-02-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Fügen von blechartigen Bauelementen mit Zwischenschicht aus thermoplastischem Kunststoff |
WO2013020636A1 (de) | 2011-08-06 | 2013-02-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Fügen von blechartigen bauelementen mit zwischenschicht aus thermoplastischem kunststoff |
DE102011055654A1 (de) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Herstellverfahren für ein Verbundblechteil mit metallischem Bereich |
US9718265B2 (en) | 2011-11-23 | 2017-08-01 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Method for producing a composite sheet metal part having a metallic region, and corresponding molding tool |
EP2698224A1 (de) * | 2012-08-16 | 2014-02-19 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Verfahren für die Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallstruktur und einer Kunststoffverbundstoffstruktur |
GB2525983A (en) * | 2014-04-10 | 2015-11-11 | Gm Global Tech Operations Inc | Areal component arrangement for a vehicle body, vehicle body with the areal component arrangement and method for welding an areal component of the areal |
DE102014208708A1 (de) | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen eines Verbundblechbauteils mit einem weiteren Bauteil |
DE102014208706A1 (de) | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen eines Verbundblechbauteils mit einem Funktionselement |
US10384297B2 (en) | 2014-05-09 | 2019-08-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for joining a composite sheet metal component to a functional element |
DE102014017689A1 (de) * | 2014-11-24 | 2016-05-25 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes mit schweißbarem Flansch |
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