DE102006008852B4

DE102006008852B4 - Mehr-Blechverbindung sowie Verfahren zum Herstellen einer Mehr-Blechverbindung

Info

Publication number: DE102006008852B4
Application number: DE102006008852.2A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dürr Gottfried; Wolfgang Geiger; Franz Ott; Dipl.-Ing. Staffa Karl-Heinz
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2006-02-25
Filing date: 2006-02-25
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2026-02-26
Also published as: DE102006008852A1

Abstract

Mehr-Blechverbindung, insbesondere Drei-Blechverbindung, mit zwei Außenblechen (4, 5) und mindestens einem Zwischenblech (8), die durch Clinchen miteinander verbunden sind, wobei das Zwischenblech (8) ein Durchgangsloch (10) aufweist, in das die Außenbleche (4, 5) verformt sind, um die Außenbleche (4, 5) mit dem Zwischenblech (8) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche (4, 5) in dem Durchgangsloch (10) des Zwischenblechs (8) voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehr-Blechverbindung, insbesondere eine Drei-Blechverbindung, mit zwei Außenblechen und mindestens einem Zwischenblech, die durch Clinchen miteinander verbunden sind, wobei das Zwischenblech ein Durchgangsloch aufweist, in das die Außenbleche verformt sind, um die Außenbleche mit dem Zwischenblech zu verbinden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Mehr-Blechverbindung.
Aus der deutschen Patentschrift DE 103 18 131 B3 ist eine Drei-Blechverbindung bekannt, die aus zwei Außenblechen und einem Zwischenblech besteht, die durch Clinchen verbunden sind. Das Zwischenblech ist aus Hartmetall gebildet und an den Verbindungsstellen mit einem Loch versehen. Die Außenbleche sind aus Weichmetall gebildet und werden durch das Clinchen von beiden Seiten in das Zwischenblech umgeformt. Bei der Umformung wird eine formschlüssige Verbindung erzeugt.
Die DE 102 48 551 B3 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer punktuellen, mechanischen Dreiblech-Fügeverbindung.
Die DE 103 15 976 A1 offenbart ein Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehr-Blechverbindung zu schaffen, die geeignet ist, zu verlötende Blechteile von Wärmeübertragern vor dem Löten aneinander zu fixieren sowie ein entsprechendes Verfahren hierzu bereitzustellen.
Die Aufgabe ist bei einer Mehr-Blechverbindung, insbesondere einer Drei-Blechverbindung, mit zwei Außenblechen und mindestens einem Zwischenblech, die durch Clinchen miteinander verbunden sind, wobei das Zwischenblech ein Durchgangsloch aufweist, in das die Außenbleche verformt sind, um die Außenbleche mit dem Zwischenblech zu verbinden, dadurch gelöst, dass die Außenbleche in dem Durchgangsloch des Zwischenblechs voneinander beabstandet sind. Die erfindungsgemäße Mehr-Blechverbindung dient dazu, zu verlötende Blechteile von Wärmeübertragern vor dem Löten aneinander zu fixieren. Bei der aus der deutschen Patentschrift DE 103 18 131 B3 bekannten Drei-Blechverbindung ist das Zwischenblech aus Hartmetall gebildet. Die Außenbleche sind aus Weichmetall gebildet. Die bekannte Drei-Blechverbindung ist zur Verbindung von Außenblechen mit einem relativ weichen Zwischenblech nicht geeignet, da sich das relativ weiche Zwischenblech beim Umformen der Außenbleche in unerwünschter Weise in das Zwischenblech hinein verformen würde. Die erfindungsgemäße Mehr-Blechverbindung liefert den Vorteil, dass sich das Zwischenblech, wenn überhaupt, nur geringfügig im Bereich des Durchgangslochs verformt. Diese Verformung ist aber so gering, dass zwischen den Blechen Lötspalte von maximal 0,1 mm realisierbar sind. Das ist mit der bekannten Drei-Blechverbindung nicht möglich.
Erfindungsgemäß ist bei der Mehr-Blechverbindung in dem Durchgangsloch des Zwischenblechs zwischen den Außenblechen ein Hohlraum ausgebildet. Der Hohlraum wird in der Ebene, in der sich das Zwischenblech erstreckt, von dem Zwischenblech begrenzt. Senkrecht zu dieser Ebene wird der Hohlraum von den beiden einander zugewandten Flächen der Außenbleche begrenzt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Mehr-Blechverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche nur reib- und/oder stoffschlüssig, nicht aber formschlüssig mit dem Zwischenblech verbunden sind. Das liefert den Vorteil, dass beim Clinchen, wenn überhaupt, nur geringe Verformungskräfte auf das Zwischenblech aufgebracht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Mehr-Blechverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenblech aus einem relativ weichen Metall, insbesondere aus Leichtmetall, gebildet ist. Vorzugsweise ist das Zwischenblech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Mehr-Blechverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche aus einem relativ weichen Metall, insbesondere aus Leichtmetall, gebildet sind. Vorzugsweise sind auch die Außenbleche aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Mehr-Blechverbindung, insbesondere einer vorab beschriebenen Mehr-Blechverbindung, mit zwei Außenblechen und mindestens einem Zwischenblech, die durch Clinchen miteinander verbunden werden, wobei das Zwischenblech ein Durchgangsloch aufweist, in das die Außenbleche mit Hilfe von zwei Stempeln verformt werden, die aus einer Anfangsstellung in eine Endstellung aufeinander zu bewegt werden, um die dazwischen angeordneten Außenbleche mit dem Zwischenblech zu verbinden, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die beiden Stempel in ihrer Endstellung in einem Abstand voneinander beabstandet sind, der größer als die Dicke des Zwischenblechs ist. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Außenbleche in dem Durchgangsloch des Zwischenblechs beim Clinchen voneinander beabstandet bleiben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Stempeln in der Endstellung 0,5 bis 1,5 mm größer als die Dicke des Zwischenblechs ist. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Stempeln in der Endstellung etwa 1 mm größer als die Dicke des Zwischenblechs.
Vorzugsweise weisen das Zwischenblech und die Außenbleche eine Dicke von etwa 3 mm auf und sind aus dem gleichen Material gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel die Gestalt von Kreiszylindern aufweisen, deren Durchmesser dem Durchmesser des Durchgangslochs in dem Zwischenblech entspricht. Vorzugsweise hat das Durchgangsloch einen runden Querschnitt. Das Durchgangsloch kann aber auch einen eckigen Querschnitt aufweisen. Dann ist die Gestalt des Stempels an den Querschnitt des Durchgangslochs anzupassen, so dass der Stempel ebenfalls einen eckigen Querschnitt hat.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Drei-Blechverbindung im Schnitt bei der Herstellung mit Hilfe von zwei Stempeln und
2 die Drei-Blechverbindung aus 1 ohne Stempel.
In 1 ist eine Drei-Blechverbindung 1 bei der Herstellung im Schnitt dargestellt. Die Drei-Blechverbindung 1 umfasst ein Außenblech 4 und ein Außenblech 5. Die beiden Außenbleche 4 und 5 sind aus einem Aluminiummaterial hergestellt und weisen die gleiche Dicke auf. Zwischen den beiden Außenblechen 4 und 5 ist ein Zwischenblech 8 angeordnet, das aus dem gleichen Aluminiummaterial wie die Außenbleche 4 und 5 gebildet ist und die gleiche Dicke wie die Außenbleche 4 und 5 aufweist. Bei den Blechen 4, 5 und 8 handelt es sich um Teile eines (nicht dargestellten) Wärmeübertragers, insbesondere eines Verdampfers, eines Kraftfahrzeugs. Bei der Herstellung des Wärmeübertragers werden die Bleche 4, 5 und 8 an ihren Anlageflächen miteinander verlötet. Vor dem Löten werden die Bleche 4, 5 und 8 durch die dargestellte Drei-Blechverbindung 1 aneinander fixiert. Durch das Fixieren, das auch als Vorfixieren bezeichnet wird, soll sichergestellt werden, dass die Bleche 4, 5 und 8 beim Transport zum beziehungsweise in den Lötofen ihre Lage zueinander nicht verändern.
Das Zwischenblech 8 ist mit einem Durchgangsloch 10 versehen, das einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Mit Hilfe von zwei Stempeln 14 und 15 werden die Außenbleche 4 und 5 so verformt, dass sich auf der Angriffsseite der Stempel 14, 15 Vertiefungen 16, 17 in den Außenblechen 4 und 5 ergeben. Dabei bilden sich gleichzeitig auf den dem Zwischenblech 8 zugewandten Seiten der Außenbleche 4 und 5 Erhöhungen 18, 19, die sich in das Durchgangsloch 10 des Zwischenblechs 8 hinein erstrecken.
Die Stempel 14 und 15 haben im Wesentlichen die Gestalt von geraden Kreiszylindern. Die Vertiefungen 16 und 17 haben die Gestalt von runden Sacklöchern. Die Erhöhungen 18, 19 haben die Gestalt von geraden Kreiszylindern, die das Durchgangsloch 10 teilweise, aber nicht ganz ausfüllen. Die Erhöhungen 18, 19 sind radial außen reibschlüssig beziehungsweise stoffschlüssig mit dem Zwischenblech 8 verbunden. Allerdings ist in dem Durchgangsloch 10 zwischen den Erhöhungen 18 und 19 ein Hohlraum 22 ausgebildet.
In 2 ist die Drei-Blechverbindung 1 aus 1 ohne die Stempel 14 und 15 dargestellt. Die drei Bleche 4, 5 und 8 stellen im verlöteten Zustand einen Sammelkasten des Wärmeübertragers dar. Das Zwischenblech 8 ist vorzugsweise mit mehreren Drei-Blechverbindungen ausgestattet. Die Stempel 14 und 15 haben einen Durchmesser von etwa 2 mm. Um sicherzustellen, dass beim Vorfixieren alle drei Bleche vertauschungssicher aufeinander liegen, sind alle drei Bleche mit einer außermittig liegenden Bohrung versehen. Nach dem Fügen muss diese Bohrung als Durchgangsloch durch alle Bleche 4, 5 und 8 vorhanden sein.
Um eine stabile Lötverbindung der Bleche zu erzielen, ist es wichtig, dass der Lötspalt zwischen den Blechen nicht zu groß wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass beim Verbinden der drei Bleche 4, 5 und 8 durch Clinchen darauf geachtet werden muss, dass möglichst keine oder nur geringe Verformungskräfte auf das Zwischenblech 8 aufgebracht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verbindung zwischen den Blechen 4, 5 und 8 mit Hilfe der Stempel 14 und 15 durch Reibung erzeugt. Vorzugsweise wird die Verbindung durch einen Pressreibschluss erzeugt. Die Bleche 4, 5 und 8 weisen eine Dicke von etwa 3 mm auf. Beim Clinchen werden die Stempel 14, 15 aus einer (nicht dargestellten) Anfangsstellung, in der die beiden Stempel 14, 15 außerhalb der Außenbleche 4 und 5 angeordnet sind, in eine in 1 dargestellte Endstellung bewegt. In der Endstellung sind die Stempel 14, 15 in einem Abstand voneinander angeordnet, der größer als die Dicke des Zwischenblechs 8 ist. Der Abstand zwischen den beiden Stempeln 14, 15 ist vorzugsweise 1 mm größer als die Dicke des Zwischenblechs 8.

Claims

Mehr-Blechverbindung, insbesondere Drei-Blechverbindung, mit zwei Außenblechen (4, 5) und mindestens einem Zwischenblech (8), die durch Clinchen miteinander verbunden sind, wobei das Zwischenblech (8) ein Durchgangsloch (10) aufweist, in das die Außenbleche (4, 5) verformt sind, um die Außenbleche (4, 5) mit dem Zwischenblech (8) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche (4, 5) in dem Durchgangsloch (10) des Zwischenblechs (8) voneinander beabstandet sind.
Mehr-Blechverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche (4, 5) nur reib- und/oder stoffschlüssig, nicht aber formschlüssig mit dem Zwischenblech (8) verbunden sind.
Mehr-Blechverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenblech (8) aus einem relativ weichen Metall, insbesondere aus Leichtmetall, gebildet ist.
Mehr-Blechverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche (4, 5) aus einem relativ weichen Metall, insbesondere aus Leichtmetall, gebildet sind.
Verfahren zum Herstellen einer Mehr-Blechverbindung, insbesondere einer Mehr-Blechverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit zwei Außenblechen (4, 5) und mindestens einem Zwischenblech (8), die durch Clinchen miteinander verbunden werden, wobei das Zwischenblech (8) ein Durchgangsloch (10) aufweist, in das die Außenbleche (4, 5) mit Hilfe von zwei Stempeln (14, 15) verformt werden, die aus einer Anfangsstellung in eine Endstellung aufeinander zu bewegt werden, um die dazwischen angeordneten Außenbleche (4, 5) mit dem Zwischenblech (8) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stempel (14, 15) in ihrer Endstellung in einem Abstand voneinander beabstandet sind, der größer als die Dicke des Zwischenblechs (8) ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Stempeln (14, 15) in der Endstellung 0,5 bis 1,5 mm größer als die Dicke des Zwischenblechs (8) ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenblech (8) eine Dicke von etwa 3 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbleche (4, 5) etwa die gleiche Dicke wie das Zwischenblech (8) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (14, 15) die Gestalt von Kreiszylindern aufweisen, deren Durchmesser dem Durchmesser des Durchgangslochs (10) in dem Zwischenblech (8) entspricht.