DE102015216539A1

DE102015216539A1 - Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, Bauteileverbund, Verwendung eines Bauteileverbunds und Fügeelement zur Ausbildung eines Bauteileverbunds

Info

Publication number: DE102015216539A1
Application number: DE102015216539.6A
Authority: DE
Inventors: Florian Woelke; Rainer Heinrich Hoerlein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile (1, 2) mittels eines Fügeelements (10; 10a; 10b), bei dem das Fügeelement (10; 10a; 10b) mittels einer in Richtung einer Längsachse (11) des Fügeelements (10; 10a; 10b) verlaufenden Kraft (F) und durch Drehen um die Längsachse (11) im Bereich einer in Wirkverbindung mit dem ersten Bauteil (1) angeordneten ersten Kontaktfläche (15) des Fügeelements (10; 10a; 10b) unter Ausbildung einer ersten stoffschlüssigen Verbindung (16) mit dem ersten Bauteil (1) verbunden wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zusätzlich im Bereich zwischen einer zweiten Kontaktfläche (18) des Fügeelements (10; 10a; 10b) und dem zweiten Bauteil (2) eine zweite stoffschlüssige Verbindung (19) ausgebildet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels eines Fügeelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Bauteileverbund nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, die Verwendung eines Bauteileverbunds sowie ein Fügeelement zur Ausbildung des Bauteileverbunds.
Ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels eines Fügeelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2009 006775 A1 bekannt. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich insbesondere zwei plattenförmige Bauteile mittels eines pilzförmigen Fügeelements miteinander verbinden. Dabei weist das Fügeelement an seinem zentralen, stiftförmigen Abschnitt an einer den Bauteilen zugewandten Stirnseite eine Kontaktfläche auf, die dazu dient, durch Axialkraftbeaufschlagung bei gleichzeitigem Drehen des Fügeelements um seine Längsachse mit der Oberfläche des dem Fügeelement abgewandten, ersten Bauteils eine stoffschlüssige Verbindung in Form einer Verschweißung auszubilden. Bei dem bekannten Verfahren ist es darüber hinaus vorgesehen, das Fügeelement solange mit der Axialkraft zu beaufschlagen, bis die Unterseite des den zentralen Abschnitt des Fügeelements radial umgebenden pilzförmigen Abschnitts in Kontakt mit der Oberfläche des dem Fügeelement zugewandten zweiten Bauteils ist. Dadurch wird eine form- bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen dem pilzförmigen Abschnitt des Fügeelements und dem zweiten Bauteil hergestellt.
Insbesondere bei Anwendungen im Rahmen der Elektromobilität, gemeint sind hierbei Anwendungen bei Hybrid- bzw. Elektrofahrzeugen, stellt die Stromleitung bzw. Stromführung ein wichtiges Thema her. Bei der Verbindung zweier, der Stromführung dienender Bauteile ist es dabei insbesondere erforderlich, eine sichere Verbindung der beiden Bauteile mit einem geringen elektrischen Übergangswiderstand zu erzielen.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels eines Fügeelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Verbindung der Bauteile erzielbar ist. Die verbesserte Verbindung soll dabei nicht nur im Sinne einer mechanisch besseren Verbindung, sondern auch im Sinne einer besonders geringe elektrische Übergangswiderstände aufweisenden Verbindung bei Verwendung von zwei, der Stromführung dienenden Bauteile ausgebildet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zusätzlich zur ersten Kontaktfläche des Fügeelements an dem stiftförmigen Abschnitt des Fügeelements eine zweite Kontaktfläche des Fügeelements mit dem dem Fügeelement zugewandten zweiten Bauteil stoffschlüssig verbunden wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem das Fügeelement lediglich in Anlagekontakt mit dem (zweiten) Bauteil an der Unterseite des pilzförmigen Abschnitts des Fügeelements angeordnet ist, sieht das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich eine zweite stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Fügeelement und dem zweiten Bauteil vor. Dadurch ist auch bei relativ großen, auf das zweite Bauteil einwirkenden Kräften durch die stoffschlüssige Verbindung stets eine sichere Verbindung, relativ großflächige Verbindung des Fügeelements mit dem zweiten Bauteil gewährleistet, so dass insbesondere auch bei der Stromführung der elektrische Übergangswiderstand zwischen dem Fügeelement und dem zweiten Bauteil relativ gering ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden zweier Bauteile mittels eines Fügeelements sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Ausbilden der zweiten stoffschlüssigen Verbindung nach dem Beginn des Ausbildens der ersten stoffschlüssigen Verbindung startet. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass die zum Ausbilden der beiden stoffschlüssigen Verbindungen benötigten Axial- bzw. Reibkräfte nicht gleichzeitig, sondern im Wesentlichen für die beiden Verbindungsbereiche zeitlich hintereinander versetzt aufgebracht werden müssen. Dadurch lassen sich die zu übertragenden Kräfte auf das Fügeelement reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht es ein derartiges Verfahren, dass das dem Fügeelement zugewandte zweite Bauteil erst in Kontakt bzw. in Wirkverbindung mit dem Fügeelement gelangt, wenn das Material des ersten Bauteils im Verbindungsbereich bereits angeschmolzen ist.
Eine Optimierung des Verbindungsverfahrens lässt sich erzielen, wenn die Größe der in Richtung der Längsachse des Fügeelements verlaufenden Kraftkomponente während des Ausbildens der beiden stoffschlüssigen Verbindungen verändert wird. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass beim Verbinden des Fügeelements mit den beiden Bauteilen während des Verbindens unterschiedlich große Flächenpressungen bzw. Kräfte zwischen den Bauteilen und dem Fügeelement auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine Optimierung des Kraftverlaufs mit Blick auf die Festigkeiten bzw. die zu erzeugenden Wärmeenergien zum Verflüssigen der beiden Baueile bzw. des Fügeelements.
Die Erfindung umfasst auch einen Bauteileverbund mit einem stiftförmigen Fügeelement und zwei übereinander angeordneten Bauteilen, wobei das Fügeelement an einer ersten Kontaktfläche mit dem ersten Bauteil mittels einer stoffschlüssigen Verbindung verbunden ist, und wobei das Fügeelement im Bereich einer zweiten Kontaktfläche mit dem zweiten Bauteil verbunden ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen der zweiten Kontaktfläche des Fügeelements und dem zweiten Bauteil ebenfalls eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Ein derartiger, erfindungsgemäßer Bauteileverbund hat dieselben Vorteile, wie sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurde.
Während bei der Verwendung von artgleichen Materialien für die beiden Bauteile die Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der zweiten Kontaktfläche und dem zweiten Bauteil, sei es als Löt- oder aber als Schweißverbindung, in der Regel problemlos möglich ist, kann eine stoffschlüssige Verbindung bei aus ungleichen Materialien bestehenden Bauteilen zwischen den Bauteilen und dem Fügeelement in der Regel nicht ausgebildet werden. In diesem Fall ist es daher in einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Bauteil auf der der zweiten Kontaktfläche des Fügeelements zugewandten Seite mit einer lötfähigen Beschichtung versehen ist. Eine derartige lötfähige Beschichtung kann beispielsweise in Form einer aus Weichlot, z.B. aus Zinn bestehenden Beschichtung ausgebildet sein.
Mechanisch besonders feste Bauteileverbunde lassen sich erzielen, wenn sowohl die beiden Bauteile als auch das Fügeelement aus artgleichem Material (beispielsweise Aluminium oder Kupfer) bestehen.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das dem Fügeelement zugewandte zweite Bauteil ein Loch zum Durchführen des Fügeelements aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass zu Beginn des Verbindungsprozesses das Fügeelement zunächst mit dem dem Fügeelement abgewandten ersten Bauteil in Kontakt gerät bzw. nicht erst das Material des zweiten Bauteils verdrängen bzw. über den Schmelzpunkt hinaus erwärmen muss.
Im Sinne einer besonders festen Verbindung ist es darüber hinaus bei einem Bauteileverbund, bei dem das erste und das zweite Bauteil aus artungleichen Materialien besteht, bevorzugt vorgesehen, dass das erste Bauteil und das Fügeelement aus artgleichem Material bestehen. In diesem Fall wird zwischen dem ersten Bauteil und dem Fügeelement eine stoffschlüssige Verbindung in Form einer Löt- oder Schweißverbindung ausgebildet, welche besonders hohe Festigkeiten aufweist.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines soweit beschriebenen Bauteileverbunds zur Stromführung. Unter Stromführung werden dabei Anbindungsgebiete von Stromschienen aller Art verstanden, wie sie z.B. in Produkten für die Elektromobilität eingesetzt werden. Hier sind z.B. Zell- und Modulverbinder für Batterien für Elektrofahrzeuge zu nennen. Darüber hinaus ist der Einsatz aber auch bei allen anderen Starkstromanwendungen denkbar, z.B. bei Geräten zur Energiegewinnung und zur Energiewandlung.
Darüber hinaus soll die Erfindung nicht auf die Verwendung von Bauteilen bzw. Fügeelementen aus Aluminium oder Kupfer beschränkt sein, sondern kann je nach Anwendungsfall beispielsweise auch die Verwendung von artgleichen Stahlwerkstoffen umfassen.
Ein Fügeelement zur Ausbildung eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Bauteileverbunds ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktbereiche im Querschnitt jeweils mit einer Wölbung, einer Spitze oder einem Vorsprung versehen sind. Eine derartige Ausbildung des Fügeelements verursacht bei einer bestimmten Axialkraft im Kontaktbereich zwischen dem Fügeelement und der Bauteiloberfläche der Bauteile eine erhöhte Flächenpressung und somit ein schnelleres bzw. effektiveres Erwärmen des Verbindungsbereichs.
Besonders bevorzugt ist darüber hinaus eine geometrische Gestaltung des Fügeelements, bei der dieses pilzförmig ausgebildet ist, wobei die erste Kontaktfläche an einer Stirnseite an einem stiftförmigen Abschnitt und die zweite Kontaktfläche an der der Stirnseite der ersten Kontaktfläche zugewandten Unterseite der pilzförmigen Erweiterung ausgebildet ist. Ein derartiges pilzförmiges Fügeelement verfügt neben den beiden stoffschlüssigen Verbindungen zusätzlich mittels des pilzförmigen Abschnitts die Möglichkeit, das zweite Bauteil über eine form- bzw. kraftschlüssige Verbindung zu halten.
In einer weiteren bevorzugten geometrischen Ausgestaltung des Fügeelements ist es vorgesehen, dass die zweite Kontaktfläche an einem radial äußeren Randbereich an der Unterseite des Fügeelements angeordnet ist. Eine derartige Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass beim Drehen des Fügeelements relativ zur Bauteiloberfläche des zweiten Bauteils relativ hohe Relativgeschwindigkeiten erzielt werden, welche die Erwärmung bzw. das Aufschmelzen des Materials an dem zweiten Bauteil sowie dem Fügeelement begünstigen. Weiterhin wird dadurch in dem radial inneren Bereich des Fügeelements ein Raum geschaffen, in den beispielsweise von dem ersten Bauteil herrührende Schmelze eindringen kann, ohne dass diese aus dem Bereich des Fügeelements heraustritt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
1 einen erfindungsgemäßen Bauteileverbund zwischen zwei Bauteilen im Bereich eines Fügeelements in einem Querschnitt,
2 und 3 jeweils im Längsschnitt unterschiedliche Fügeelemente zur Verwendung bei einem Bauteileverbund gemäß 1,
4 bis 7 unterschiedliche Phasen während der Ausbildung eines Bauteileverbunds, jeweils im Längsschnitt und
8 eine Darstellung der Fügekraft und der Flächenpressung während des Ausbildens des Bauteileverbunds in Form eines Diagramms.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist ein Bauteileverbund 100, bestehend aus zwei insbesondere plattenförmigen Bauteilen 1, 2 und einem Fügeelement 10 dargestellt, wobei im Bereich des Fügeelements 10 die beiden Bauteile 1, 2 in Anlagekontakt zueinander angeordnet sind. Die Bauteile 1, 2 können entweder aus artgleichem, metallischem Werkstoff bestehen, oder aber um artfremden Materialien. Für den Fall, dass es sich um artgleiche Materialien handelt, besteht das Fügeelement 10 aus demselben Material bzw. derselben Materialgruppe wie die beiden Bauteile 1, 2, um eine gute stoffschlüssige Verbindung bzw. Verschweißbarkeit mit den Bauteilen 1, 2 erzielen zu können. Für den Fall, dass die beiden Bauteile 1, 2 aus artungleichen Materialien bestehen, besteht das dem Fügeelement 10 abgewandte erste Bauteil 1 und das Fügeelement 10 aus demselben Material bzw. aus derselben Materialgruppe. Für diesen Fall ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das zweite Bauteil 2 auf der dem ersten Bauteil 1 abgewandten Seite mit einer lötfähigen Beschichtung 5, beispielsweise Zinn enthaltend, ausgestattet ist, die dies in der 1 bereichsweise dargestellt ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt vorgesehen, dass für den Fall, dass die beiden Bauteile 1, 2 aus unterschiedlich harten Materialien bestehen, das erste Bauteil 1 aus einem härteren Material besteht als das Bauteil 2.
Das Fügeelement 10 ist im Wesentlichen stift- bzw. pilzförmig ausgebildet und weist eine Längsachse 11 auf. Es weist darüber hinaus einen stiftförmigen, insbesondere zylindrischen Abschnitt 12, sowie einen radial umlaufenden pilzförmigen Abschnitt 13 auf. Das zweite Bauteil 2 weist eine Durchgangsöffnung 3 auf, deren Durchmesser bzw. Querschnitt dem zylindrischen Abschnitt 12 des Fügeelements 10 angepasst ist und vorzugsweise etwas größer ist als der Querschnitt des zylindrischen Abschnitts 12.
In dem in der 1 dargestellten Zustand des Bauteileverbunds 100, bei dem die beiden Bauteile 1, 2 mittels des Fügeelements 10 miteinander verbunden sind, ist die dem ersten Bauteil 1 zugewandte Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 12 des Fügeelements 10 im Bereich einer ersten Kontaktfläche 15 des Fügeelements 10 mit dem ersten Bauteil 1 unter Ausbildung einer ersten stoffschlüssigen Verbindung 16, insbesondere einer Schweißverbindung, verbunden. Die der Oberseite des zweiten Bauteils 2 zugewandte Unterseite des pilzförmigen Abschnitts 13 des Fügeelements 10 ist im Bereich einer zweiten Kontaktfläche 18 des Fügeelements 10 unter Ausbildung einer zweiten stoffschlüssigen Verbindung 19, insbesondere ebenfalls einer Schweißverbindung, alternativ einer Lötverbindung, mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden.
In den 2 und 3 sind unterschiedlich ausgebildete Fügeelemente 10a, 10b dargestellt, wie diese zum Ausbilden des Bauteileverbunds 100 verwendet werden können. Das Fügeelement 10a weist eine spitze bzw. kegelförmige Stirnseite 21 an dem zylindrischen Abschnitt 12 auf, während die (untere) Stirnseite 22 des pilzförmigen Abschnitts 13 nahe des äußeren Rands 23 des pilzförmigen Abschnitts 13 mit einer radial umlaufenden, kuppelartigen Erhöhung 24 ausgestattet ist. Der Querschnitt der Erhöhung 24 ist bei dem Fügeelement 10a in etwa halbkreisförmig ausgebildet, während die Erhöhung 24 bei dem Fügeelement 10b im Querschnitt in etwa dreiecksförmig ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsformen der Erhöhungen 24 denkbar. Darüber hinaus ist es in einer nicht dargestellten Ausführungsform des Fügeelements 10 denkbar, dass die Unterseite 23 im Wesentlichen eben ausgebildet ist und von der Unterseite 23 eine radial umlaufende Vertiefung ausgeht.
Wesentlich ist darüber hinaus, dass die Länge l des zylindrischen Abschnitts 12, d.h. der Abstand zwischen den beiden Kontaktflächen 15, 18 in Richtung der Längsachse 11 mindestens gleich groß, vorzugsweise jedoch etwas größer ist als die Dicke d des zweiten Bauteils 2, wobei die Länge l von dem Bereich der Stirnseite 21 bis in Höhe der Erhöhung 24 definiert ist.
Zum Erläuterung der Ausbildung des Bauteileverbunds 100 am Beispiel des Fügeelements 10a wird nachfolgend auf die 4 bis 7 verwiesen: Entsprechend der Darstellung der 4 wird zunächst das Fügeelement 10a zu den beiden Bauteilen 1, 2 positioniert, indem der zylindrische Abschnitt 12 des Fügeelements 10 in die Durchgangsöffnung 3 des zweiten Bauteils 2 eingeführt wird. Anschließend erfolgt entsprechend der Darstellung der 5 ein Beaufschlagen des Fügeelements 10a mit einer in Richtung der Längsachse 11 wirkenden Axialkraft F unter gleichzeitiger Drehung des Fügeelements 10a relativ zu den beiden Bauteilen 1, 2 entsprechend des Pfeils 26. Dabei gelangt zunächst die Stirnseite 21 des Fügeelements 10a in Kontakt mit dem ersten Bauteil 1, wobei durch die Beaufschlagung des Fügeelements 10a mit der Axialkraft F unter gleichzeitiger Drehung der Kontaktbereich zwischen dem Fügeelement 10a und dem ersten Bauteil 1 erwärmt wird, derart, dass eine Verflüssigung des Materials des Bauteils 1 und des Fügeelements 10a zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung 16 stattfindet. Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Fügeelements 10a ist die Erhebung 24 dabei noch nicht in Kontakt mit dem zweiten Bauteil 2. Dies findet entsprechend der 6 erst bei dem weiteren Verlauf der Beaufschlagung des Fügeelements 10a mit der Axialkraft F statt, wobei immer größere Bereiche der Stirnseite 21 des Fügeelements 10a aufgeschmolzen werden, so dass auch die Erhebung 24 in Wirkverbindung mit der Oberseite des Bauteils 2 gelangt. In Analogie zum ersten Bauteil 1 findet dabei eine Erwärmung des zweiten Bauteils 2 im Bereich der Erhebung 24 statt, bis das Material der Erhebung 24 sowie des zweiten Bauteils 2 im Kontaktbereich aufschmilzt und die zweite stoffschlüssige Verbindung 19 ausbildet. In der 7 ist der Endzustand des Bauteileverbunds 10 dargestellt, bei dem auf das Fügeelement 10 keine Axialkraft F mehr einwirkt und dieses auch nicht relativ zu den Bauteilen 1, 2 gedreht wird. Insbesondere erkennt man, dass im Bereich der beiden Stirnseiten 21, 22 des Fügeelements 10 die beiden stoffschlüssigen Verbindungen 16, 19 ausgebildet sind.
In der 8 ist der entsprechend der 4 bis 7 dargestellte Fügevorgang zum Ausbilden des Bauteileverbunds 100 mit der Axialkraft F und der Flächenpressung A an dem Fügeelement 10 über den relativen Setzweg s des Fügeelements 10 dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass zunächst in einem ersten Kurvenabschnitt 31 zu Beginn des Fügevorgangs das Fügeelement 10 nach und nach in Wirkverbindung mit dem ersten Bauteil 1 gebracht wird, indem die Stirnseite 21 aufgeschmolzen wird. Anschließend erfolgt während eines zweiten Kurvenabschnitts 32 eine Beaufschlagung des Fügeelements 10 mit einer konstanten Axialkraft F, wobei während des zweiten Kurvenabschnitts 32 ebenfalls die Flächenpressung A konstant ist. Zum Zeitpunkt 33 gelangt die (zweite) Stirnseite 22 des Fügeelements 10 in Kontakt mit dem zweiten Bauteil 2. Ab diesem Zeitpunkt findet zunächst eine Steigerung der Axialkraft F im Bereich des dritten Kurvenabschnitts 34 statt, bis diese während eines vierten Kurvenabschnitts 35 konstant gehalten wird. Während des Setzwegs s des dritten Kurvenabschnitts 34 und des vierten Kurvenabschnitts 35 ist die Flächenpressung A konstant. Anschließend erfolgt eine nochmalige Erhöhung der Axialkraft F während eines fünften Kurvenabschnitts 36, in der die axiale Länge des Fügeelements 10 reduziert wird. Die Axialkraft F bleibt anschließend während eines sechsten Kurvenabschnitts 37 konstant, wobei die Drehbewegung des Fügeelements 10 ggf. eingestellt wird. Während der Kurvenabschnitte 36 und 37 findet insbesondere eine Stauchung, d.h. eine axiale Verkürzung des Fügeelements 10 statt, während das Ausbilden der stoffschlüssigen (Reibschweiß-)Verbindungen 16, 19 bereits während der Kurvenabschnitte 31 bis 35 erfolgt. Anschließend wird die Axialkraft F bis auf Null reduziert, um eine Abkühlung der Bauteile 1, 2 und des Fügeelements 10 zu ermöglichen, während der das Material im Bereich der beiden stoffschlüssigen Verbindungen 16, 19 erstarrt.
Der soweit beschriebene Bauteileverbund 100 bzw. das beschriebene Verfahren zum Ausbilden des Bauteileverbunds 100 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So sollen von der Erfindung neben den beschriebenen Schweißverbindungen auch Lötverbindungen umfasst sein. Auch kann die geometrische Gestaltung des Fügeelements 10, 10a, 10b von den gezeigten Formen abweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009006775 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile (1, 2) mittels eines Fügeelements (10; 10a; 10b), bei dem das Fügeelement (10; 10a; 10b) mittels einer in Richtung einer Längsachse (11) des Fügeelements (10; 10a; 10b) verlaufenden Kraft (F) und durch Drehen um die Längsachse (11) im Bereich einer in Wirkverbindung mit dem ersten Bauteil (1) angeordneten ersten Kontaktfläche (15) des Fügeelements (10; 10a; 10b) unter Ausbildung einer ersten stoffschlüssigen Verbindung (16) mit dem ersten Bauteil (1) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich im Bereich zwischen einer zweiten Kontaktfläche (18) des Fügeelements (10; 10a; 10b) und dem zweiten Bauteil (2) eine zweite stoffschlüssige Verbindung (19) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der zweiten stoffschlüssigen Verbindung (19) nach dem Beginn des Ausbildens der ersten stoffschlüssigen Verbindung (16) startet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der in Richtung der Längsachse (11) des Fügeelements (10; 10a; 10b) verlaufenden Kraft (F) während des Ausbildens der beiden stoffschlüssigen Verbindungen (16, 19) verändert wird.
Bauteileverbund (100), mit einem stiftförmigen Fügeelement (10; 10a; 10b) und zwei im Bereich des Fügeelements (10; 10a; 10b) übereinander angeordneten Bauteilen (1, 2), wobei das Fügeelement (10; 10a; 10b) im Bereich einer ersten Kontaktfläche (15) mit dem ersten Bauteil (1) mittels einer ersten stoffschlüssigen Verbindung (16) verbunden ist, und wobei das Fügeelement (10; 10a; 10b) im Bereich einer zweiten Kontaktfläche (18) mit dem zweiten Bauteil (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Kontaktfläche (18) und dem zweiten Bauteil (2) eine zweite stoffschlüssige Verbindung (19) ausgebildet ist.
Bauteileverbund nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) auf der der zweiten Kontaktfläche (18) zugewandten Seite mit einer lötfähigen Beschichtung (5) versehen ist.
Bauteileverbund nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) und das Fügeelement (10; 10a; 10b) aus artgleichem Material bestehen.
Bauteileverbund nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) eine Durchgangsöffnung (3) für das Fügeelement (10; 10a; 10b) aufweist.
Bauteileverbund nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil (1, 2) aus artungleichen Materialien bestehen, und dass das erste Bauteil (1) und das Fügeelement (10; 10a; 10b) aus artgleichem Material bestehen.
Bauteileverbund nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) aus einem weicheren Material besteht als das erste Bauteil (1).
Bauteileverbund nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1, 2) zumindest im Bereich des Fügeelements (10; 10a; 10b) plattenförmig ausgebildet und in Anlagekontakt zueinander angeordnet sind.
Bauteileverbund nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (l) der beiden Kontaktflächen (15, 18) in Richtung der Längsachse (11) betrachtet vor Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindungen (16, 19) größer ist als die Dicke (d) des zweiten Bauteils (2).
Verwendung eines Bauteileverbunds (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 11 zur Stromführung.
Fügeelement (10; 10a; 10b) zur Ausbildung eines Bauteileverbunds (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (15, 18) im Querschnitt mit einer Erhöhung (24) oder einer kegelförmigen Stirnseite (21) versehen sind.
Fügeelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügeelement (10; 10a; 10b) pilzförmig ausgebildet ist, dass die erste Kontaktfläche (15) an einer Stirnseite an einem zylindrischen Abschnitt (12) und die zweite Kontaktfläche (18) an der Unterseite eines pilzförmigen Abschnitts (13) ausgebildet ist.
Fügeelement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktfläche (18) an einem radial äußeren Bereich des pilzförmigen Abschnitts (13) ausgebildet ist.