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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen zwei Fügeteilen, wobei das erste Fügeteil aus einem ersten, weniger duktilen Material und das zweite Fügeteil aus einem zweiten, duktileren Material gebildet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die
DE 10 2014 211 212 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Hybridplatine, bei dem zu fügende Teilplatinen in einem Überlappungsbereich entlang eines vorgesehenen Fügeverlaufs mittels Durchsetzfügen (wofür kein Vorlochvorgang erforderlich ist) und anschließendem Verpressen entlang des Fügeverlaufs gefügt werden.
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Das Durchsetzfügen ist allerdings nicht für alle Materialien bzw. Werkstoffe geeignet. Bspw. eignet sich das Durchsetzfügen nur bedingt für hochfeste Stahlwerkstoffe wegen deren eingeschränkten Umformbarkeit bzw. geringen Duktilität. Auch Schweiß- und Lötverfahren sind aufgrund ihrer durch Wärmeeinbringung werkstoffverändernden Eigenschaften für hochfeste Stahlwerkstoffe nur bedingt anwendbar. Andererseits finden hochfeste Stahlwerkstoffe aus Leichtbau- und Sicherheitsgründen zunehmend Verwendung im Automobilbau und insbesondere im Karosseriebau, wofür eine günstige und robuste Fügetechnik benötigt wird.
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Mit der Erfindung soll eine weitere Fügetechnik bereit gestellt werden, die prinzipiell auch für hochfeste Stahlwerkstoffe geeignet ist.
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Die Erfindung umfasst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Fügeteilen durch mechanisches Direktfügen, wobei das erste Fügeteil aus einem ersten, weniger duktilen Material und das zweite Fügeteil aus einem zweiten, duktileren Material gebildet ist, umfasst die Schritte:
- – überlappendes Positionieren der zu fügenden Fügeteile zwischen einem ersten Werkzeug und einem zweiten Werkzeug einer Fügevorrichtung (s. u.), so dass das erste Fügeteil dem ersten Werkzeug und das zweite Fügeteil dem zweiten Werkzeug zugewandt ist;
- – Eindrücken bzw. Einpressen eines zum ersten Werkzeug gehörenden Schneidrings in das erste Fügeteil, wobei durch Einschneiden im ersten Fügeteil mehrere Einzüge erzeugt und nicht-durchdringend bzw. durchdringungsfrei in das zweite Fügeteil eingeformt werden; und
- – Eindrücken eines zum zweiten Werkzeug gehörenden Pressstempels in das zweite Fügeteil, wodurch dessen duktiles Material (durch Materialverdrängung) zum Fließen gebracht wird und die Einzüge hinterfließt, so dass (zwischen den beiden Fügeteilen) ein hinterschnittiger Formschluss erzeugt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich quasi zusammen aus einem Vorbereiten und dem eigentlichen Fügevorgang, wobei der Fügevorgang zwei Phasen bzw. Stufen aufweist, nämlich das Einschneiden (kein Ausschneiden) und Einformen von Einzügen und das hinterschnittige Umfließen der Einzüge im Zuge eines Nachpressens. Der Fügevorgang erfolgt durch Aufbringen von Fügekräften zwischen erstem Werkzeug und zweitem Werkzeug, insbesondere derart, dass der Schneidring und der Pressstempel auf einer gemeinsamen Fügeachse nacheinander (oder gegebenenfalls auch sich zeitlich überschneidend) gegensätzlich bewegt werden. Zur Bewegungs- und Krafterzeugung sind Antriebe, bspw. elektrische Antriebe, vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in die Gruppe der mechanischen Direktfügeverfahren mit zweiseitiger Zugänglichkeit ohne Hilfsfügeteil bzw. Fügehilfselement einordnen.
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Unter mechanischem Direktfügen wird verstanden, dass die Fügeteile ohne Vorlochen bzw. ohne Vorlochvorgang durch die beschriebenen mechanischen Maßnahmen dauerhaft gefügt werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt es, anders als beim konventionellen Durchsetzfügen (Clinchen), nicht zu einer Durchsetzung bzw. Durchdringung des zweiten Fügeteils. Außerdem weist das erfindungsgemäße Verfahren, anders als das konventionelle Durchsetzfügen, einen das erste Fügeteil betreffenden Schneidanteil auf, nämlich das Einschneiden der Einzüge (wobei es sich ausdrücklich nicht um Durchzüge handelt). Die Geometrie der Schneidringschneide ist so beschaffen, dass das erste Fügeteil definiert eingeschnitten wird und ferner eine definierte Ausformung der Einzüge erfolgt. So gesehen handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht um ein klassisches bzw. konventionelles Durchsetzfügen.
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Die Fügeteile sind aus unterschiedlichen Materialien gebildet (Mischbau), wobei beide Fügeteile aus plastisch verformbarem Material bzw. Werkstoff gebildet sind. Das erste Fügeteil ist (bezüglich dem zweiten Fügeteil) aus einem weniger duktilen und in der Regel auch festeren Material gebildet. Das zweite Fügeteil ist (bezüglich dem ersten Fügeteil) aus einem duktileren und in der Regel auch weicheren Material gebildet. Unter duktil wird verstanden, dass das betreffende Material nicht spröde, sondern durch Kraft- und/oder Druckaufbringung (insbesondere bereits bei Raumtemperatur) umformbar ist und bei ausreichend hoher Duktilität insbesondere auch fließfähig ist. Bevorzugt sind beide Fügeteile aus Metall gebildet. Das erste Fügeteil ist bspw. aus einem hochfesten Stahlmaterial gebildet, worunter ein Stahlwerkstoff verstanden wird, der eine Festigkeit (Zugfestigkeit) von wenigstens 800 MPa, bevorzugt wenigstens 1000 MPa und insbesondere wenigstens 1200 MPa aufweist. Hierzu gehören bspw. Dualphasenstähle, Tripstähle und wärmbehandelte, insbesondere pressgehärtete borlegierte Vergütungsstähle. Das zweite Fügeteil ist bspw. aus einer duktilen Aluminium- oder Magnesiumlegierung gebildet. Bevorzugt ist das erste Fügeteil aus einem hochfesten, insbesondere pressgehärteten, Stahlblech und das zweite Fügeteil aus einem duktilen Aluminiumblech gebildet.
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Bei den zu fügenden Fügeteilen handelt es sich insbesondere um Fahrzeug-Karosseriebauteile, insbesondere Karosserie-Strukturbauteile, die vorzugsweise mit Fügeflanschen ausgebildet sind, an denen diese Bauteile dauerhaft gefügt werden. Bevorzugt handelt es sich um Blechbauteile und insbesondere Blechformteile.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die damit hergestellte Fügeverbindung haben viele Vorteile. Es handelt sich um ein kaltes Fügeverfahren, bei dem keine gefügeverändernde Wärme in die Fügeteile eingebracht wird. Ein Fügehilfselement bzw. Hilfsfügeteil ist nicht erforderlich und dennoch kann eine vergleichsweise hohe Verbindungsfestigkeit erreicht werden. Die Fügeverbindung ist lochfrei und erfordert somit keine spezielle Abdichtung. Die Fügeverbindung weist auch eine vergleichsweise hohe Wärmefestigkeit auf. Für den in der Regel automatisierten Fügevorgang sind nur wenige Prozessparameter (ohne oder mit nur geringen mehrdimensionalen Abhängigkeiten) relevant, wodurch der Fügevorgang als solcher störunanfällig und robust ist. Der Aufbau der Fügevorrichtung ist vergleichsweise einfach und verschleißarm. Außerdem sind bezüglich alternativer Fügeverfahren für hochfeste Stähle (bspw. das Reibelementschweißen oder das Reibnageln) geringere Taktzeiten möglich. Die Erfindung stellt im Vergleich zu alternativen Fügeverfahren eine robustere, effizientere und wirtschaftlichere Fügetechnik bereit. Das erfindungsgemäße Fügeverfahren ist ferner auch mit anderen Fügeverfahren kombinierbar.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Erfindung auch das Fügen beschichteter Fügeteile ermöglicht, d. h. wenigstens eines der Fügeteile, insbesondere das erste Fügeteil, kann eine Beschichtung, wie bspw. eine metallische Korrosionsschutzbeschichtung aufweisen.
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Die beim Einschneiden erzeugten Einzüge sind bevorzugt auf einer definierten Schnittlinie angeordnet, aber durch Trennstege getrennt. Der Schnittverlauf entlang der definierten Schnittlinie bzw. Schnittkontur ist sozusagen durch Trennstege unterbrochen, wodurch verhindert wird, dass beim Einschneiden ein als Abfall zu entsorgender Butzen ausgestanzt wird. Sozusagen halten die zwischen den Einschnitten bzw. Einzügen vorhandenen Trennstege den Butzen fest. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit abfallfrei. Die Schnittlinie kann eine runde oder eckige Schnittkontur bzw. -geometrie aufweisen.
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Die beim Einschneiden erzeugten Einzüge können sich auf einer Kreislinie mit einem bevorzugten Durchmesser von bspw. 8 mm bis 14 mm befinden und bspw. durch drei oder vier radial verlaufende Trennstege getrennt sein. D. h., der Schnittverlauf ist in Umfangsrichtung nicht geschlossen, sondern weist Unterbrechungen in Gestalt von Trennstegen auf. Die Anzahl der Einzüge entspricht der Anzahl der Trennstege. In Umfangsrichtung beträgt der durch die Trennstege bestimmte Abstand zwischen zwei benachbarten Einschnitten bzw. Einzügen bspw. 2 mm bis 4 mm.
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Bevorzugt erfolgt das erfindungsgemäße Fügen der Fügeteile derart, dass es an der Fügestelle nicht zu einer Aufdickung kommt, d. h. die hergestellte Fügeverbindung ist aufdickungsfrei. Dies kann bspw. durch gezielte Ausbildung der Einzüge (z. B. mittels Gestaltung der Schneidkanten am Schneidring oder mittels Variation der Eindrücktiefe), Variation der Nachpresskraft und/oder Vorsehen einer speziellen Pressstempelgeometrie für das Nachpressen erreicht werden.
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Die Fügeteile können auch miteinander verklebt werden. Bevorzugt erfolgt ein flächiges Verkleben an Fügeflanschen (s. o.), was auf das erfindungsgemäße Herstellen von Fügeverbindungen zwischen diesen Fügeflanschen keinen nachteiligen Einfluss hat. Die punktuellen Fügeverbindungen können dann, ähnlich wie beim Punktschweißkleben, die temporäre Fixierung der Fügeteile bzw. Bauteile bewerkstelligen, bis der Klebstoff, bspw. beim Erwärmen im Zuge eines KTL-Prozesses, aushärtet. Eine erfindungsgemäß hergestellte Fügeverbindung ist hierfür ausreichend wärmefest.
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Bevorzugt wird der Fügevorgang kalt, insbesondere bei Raumtemperatur, und/oder frei von kinetischen Energieanteilen ausgeführt. D. h., die Fügekräfte werden weitgehend statisch aufgebracht, wodurch bspw. im Vergleich zum Hochgeschwindigkeitsfügen (mit Nagel, Niet oder dergleichen) ein einfacherer und leichterer Fügevorrichtungsaufbau möglich ist und auch weniger Verschleiß und Lärm auftritt.
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Während des Fügevorgangs können die Fügeteile an der Fügestelle beidseitig mit Niederhaltern fixiert werden. Bevorzugt weisen das erste Werkzeug einen im Inneren des Schneidrings angeordneten stempelartigen Niederhalter und das zweite Werkzeug einen den Pressstempel umgebenden ringartigen Niederhalter auf. Die Fügestelle bzw. Fügezone wird klemmend zwischen den Niederhalter fixiert. Ferner verhindern die Niederhalter ein Aufwölben und dienen auch der gegenseitigen Abstützung der aufgebrachten Fügekräfte. Bevorzugt sind die Niederhalter separat bewegbar und mit Kraft beaufschlagbar, wofür entsprechende Antriebe, bspw. elektrische Antriebe, vorgesehen sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Fügevorrichtung) zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst folgende Komponenten:
- – einen robotergeführten C-Bügel bzw. C-Rahmen oder dergleichen;
- – ein erstes Werkzeug mit einem Schneidring, das an einem Schenkel des C-Bügels angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, dass dessen Schneidring im ersten (oberen) Fügeteil mehrere Einzüge erzeugen und nicht-durchdringend in das zweite (untere) Fügeteil einformen kann;
- – ein zweites Werkzeug mit einem Pressstempel, das am anderen Schenkel des C-Bügels angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, dass dessen Pressstempel in das zweite (untere) Fügeteil eingedrückt werden kann, um dessen duktileres Material zum Fließen zu bringen und (unter Ausbildung wenigstens eines hinterschnittigen Formschlusses) das formschlüssige Hinterfließen der Einzüge zu bewirken;
- – eine Steuereinrichtung, die den erfindungsgemäßen Fügevorgang steuert.
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Das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug können ferner Niederhalter aufweisen, wie oben beschrieben. Ferner können am C-Bügel gehalterte Antriebe, insbesondere elektrische Antriebe, für die Werkzeuge umfasst sein.
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Die Steuereinrichtung kann den Fügevorgang bspw. zeitlich und/oder anhand gemessener Prozessgrößen steuern. Auch eine Regelung ist möglich. Ungeachtet dessen können Prozessgrößen, insbesondere Prozesskräfte und -wege, gemessen, ausgewertet und dokumentiert werden, bspw. zum Zwecke einer Qualitätssicherung.
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Im Übrigen können die Werkzeuge auch in einer Presse oder dergleichen angeordnet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden.
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1 zeigt in vier schematischen Schnittdarstellungen einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zum Fügen von zwei Fügeteilen.
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2 zeigt in einer axialen Draufsicht eine gemäß Verfahrensablauf der 1 hergestellte Fügeverbindung.
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1 zeigt zwei miteinander zu fügende Fügeteile 10 und 20. Das erste obere Fügeteil 10 ist aus einem hochfesten Stahlwerkstoff bzw. -material M1, bspw. aus einem hochfesten pressgehärteten Stahlblech, und das zweite untere Fügeteil 20 ist aus einem duktilen Metallwerkstoff bzw. -material M2, bspw. aus einem duktilen Aluminiumblech, gebildet. Typischerweise handelt es sich um Feinbleche. Die Bleche können unterschiedliche Blechdicken (wie gezeigt) oder gleiche Blechdicken aufweisen.
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1 zeigt ferner eine Fügevorrichtung 100, die ein erstes Werkzeug (oberes Werkzeug) 110 und ein damit korrespondierendes zweites Werkzeug (unteres Werkzeug) 120 aufweist, die entlang einer Fügeachse Z axial fluchtend an einem C-Bügel (nicht dargestellt) oder dergleichen angeordnet sind. Die beiden Werkzeuge 110 und 120 können auch als Stempel bzw. Setzstempel und Matrize bzw. Setzmatrize bezeichnet werden. Das erste Werkzeug 110 ist mehrteilig ausgebildet und weist einen ringzylindrischen Schneidring 112 und einen im Inneren des Schneidrings 112 angeordneten stempelartigen zylindrischen Niederhalter 114 auf, d. h. der Schneidring 112 umgibt den Niederhalter 114. Auch das zweite Werkzeug 120 ist mehrteilig ausgebildet und weist einen stempelartigen zylindrischen Pressstempel 122 und einen den Pressstempel 122 umgebenden ringzylindrischen Niederhalter 124 auf, d. h. der Pressstempel 122 ist im Inneren des ringartigen Niederhalters 124 angeordnet. Die Werkzeugteile 112/114 und 122/124 sind in axialer Richtung Z relativ zueinander bewegbar und werden dabei über ihre zylindrischen Außen- und Innenmantelflächen geführt. Die Vorschubbewegungen und Prozesskräfte werden mittels elektrischer Antriebe oder dergleichen erzeugt.
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Das erfindungsgemäße Fügeverfahren umfasst ein Vorbereiten und einen zweistufigen bzw. zweiphasigen Fügevorgang. Zur Vorbereitung werden die zu fügenden Fügeteile bzw. Bauteile 10 und 20 an der vorgesehenen Fügestelle mit Überlappung zwischen den zunächst noch axial beabstandeten Werkzeugen 110 und 120 positioniert (was typischerweise durch Bewegen des C-Bügels erfolgt und an der Fügestelle die beidseitige Zugänglichkeit voraussetzt), so dass das hochfeste Fügeteil 10 dem ersten Werkzeug 110 und das duktile Fügeteil 20 dem zweiten Werkzeug 120 zugewandt ist. Dies ist in 1a gezeigt.
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Anschließend werden das erste Werkzeug 110 und das zweite Werkzeug 120 entlang der Fügeachse Z zusammengefahren und an der Fügestelle auf die Fügeteile 10/20 aufgesetzt. Die Niederhalter 114/124 und gegebenenfalls auch der Pressstempel 122 erzeugen einen Anpressdruck, wodurch die Fügeteile 10/20 an der Fügestelle durch Klemmung fixiert werden. Die Kraftableitung erfolgt über einen geschlossenen Kraftfluss durch den C-Bügel (was auch für die nachfolgend aufgebrachten Fügekräfte gilt).
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In der ersten Stufe bzw. Phase des Fügevorgangs wird bei fortgesetzter Klemmfixierung der Schneidring 112 an der Fügestelle in das erste obere Fügeteil 10 aus hochfestem Stahlblech eingedrückt, wobei durch Einschneiden mehrere Einschnitte erzeugt und als krallenartige Einzüge 12 in das zweite untere Fügeteil 20 aus duktilem Aluminiumblech eingeformt bzw. in das untere Fügeteil 20 hineingedrückt werden, ohne dieses zu durchdringen. Dies ist in 1b gezeigt.
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Die Schneide 113 am Schneidring 112 ist spitzwinklig ausgebildet, um die Schneidkräfte zu reduzieren. Die Schneide 113 kann aus Hartmetall oder Keramik gebildet sein. Ferner ist die Schneidringschneide 113 so konzipiert, dass damit die Einzüge 12 zur mittigen Fügeachse Z hin schiefflächig mit einem spitzen Neigungswinkel W zwischen bspw. 10° und 80° ausgeformt werden. Währenddessen verhindert der untere Niederhalter 124 (gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit dem Pressstempel 122) ein Auswölben des zweiten Fügeteils 20 an der Fügestelle. Zum Abschluss wird der Schneidring 112 wieder zurückgezogen und dessen Schneide 113 aus dem ersten Fügeteil 10 herausgefahren.
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In der zweiten Stufe bzw. Phase des Fügevorgangs wird nun unter Aufrecherhaltung der Fixierung auf der Gegenseite der Pressstempel 122 an der Fügestelle in das zweite untere Fügeteil 20 eingedrückt und hierbei entgegen der Schneidrichtung des Schneidrings 112 bewegt. D. h., der Schneidring 112 und der Pressstempel 122 werden während des Fügevorgangs entlang der Fügeachse Z nacheinander in entgegengesetzte Richtungen bewegt. Durch das Eindrücken des Presstempels 122 beginnt das duktile Material M2 des zweiten Fügeteils 20 zu fließen und hinterfließt dabei die Einzüge 12 des ersten Fügeteils 10, so dass ein hinterschnittiger Formschluss erzeugt wird. Dies ist in 1c gezeigt. Der obere Niederhalter 114 verhindert ein Aufwölben des ersten Fügeteils 10 an der Fügestelle und ein Ausdrücken des Mittelstücks 15 (siehe 2). Über den erzeugten Formschluss bzw. die Formschlüsse können sowohl in Fügelängsrichtung als auch in Fügequerrichtung (Schubrichtung) Kräfte und insbesondere auch in der Verbindungsebene angreifende Drehmomente übertragen werden.
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Diese zweite Phase kann auch als Nachpressen bezeichnet werden. Idealerweise werden dabei die mit dem Schneidring 112 erzeugten Schnitthohlräume vollständig, d. h. bis zur (oberen) Außenfläche des ersten Fügeteils 10, mit dem duktilen Werkstoff bzw. Material (Aluminiummaterial) M2 des zweiten Fügeteils 20 aufgefüllt, so dass sich aufgrund der Volumenkonstanz keine Aufwölbungen oder dergleichen ausbilden und an der Fügestelle keine Aufdickung entsteht. Die Einzüge 12 sind aufgrund des hochfesten Stahlwerkstoffs und der gegebenenfalls beim Einschneiden und Eindrücken zusätzlich erzeugten Kaltverfestigung weitgehend formstabil, so dass sich diese beim Hinterfließen und beim Verfüllen der Schnitthohlräume nicht verformen. Prinzipiell sollte dennoch darauf geachtet werden, dass der durch den Pressstempel 122 erzeugte Druck nicht zu einer Deformation oder Rückformung der Einzüge 12 führt und dann kein Hinterschnitt mehr gebildet werden kann. Über die geometrische Gestaltung des Pressstempels 122 kann in hohem Maße das Fließverhalten beeinflusst werden. Bspw. sollte der Durchmesser bzw. Außendurchmesser des Presstempels 122 kleiner sein als der Innendurchmesser des Schneidrings 112, wodurch das Zudrücken der Einzüge 12 verhindert oder zumindest erschwert wird.
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Gegebenenfalls kann, zumindest zu Beginn der Nachpressphase, noch eine Abstützung der Einzüge 12 durch den Schneidring 112 erfolgen, der dann erst sukzessive zurückbewegt bzw. zurückgezogen wird und die Schnitthohlräume zur Verfüllung mit dem duktilen Material M2 des zweiten Fügeteils 20 freigibt. An den Einzügen 12 ergeben sich in radialer Richtung (quer zur Fügeachse Z) Hinterschnitte von wenigstens 0,1 mm. Durch diese hinterschnittigen Formschlüsse sind die beiden Fügeteile 10 und 20 direkt und ohne Hilfsfügeteil bzw. hilfsfügeteilfrei dauerhaft verbunden. Ergänzend kann auch eine Verklebung vorgesehen sein, wie oben beschrieben.
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Nach Abschluss des Fügevorgangs werden die Werkzeuge 110/120 auseinandergefahren, wodurch die gefügten Fügeteile 10/20 bzw. der daraus gebildete Bauteilverbund 30 freigegeben werden. Dies ist in 1d gezeigt. An der Fügestelle kann pressstempelseitig eine flache Einprägung 21 zurückbleiben. Erforderlichenfalls können nun an anderen Stellen auf gleiche Weise weitere Fügeverbindungen zwischen den Fügeteilen 10/20 erzeugt werden.
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Wie aus der Draufsicht in 2 ersichtlich, sind die Einschnitte und Einzüge 12 auf einer Kreislinie bzw. kreisförmigen Schnittlinie S angeordnet und durch radial verlaufende Trennstege 13 getrennt, wodurch das butzenartige Innenstück 15 festgehalten wird. Die Einschnitte und Einzüge 12 sind der Kreislinie S folgend bogenförmig ausgebildet. Beispielhaft sind hier vier Einzüge 12 und vier Trennstege 13 vorgesehen. Die Einzüge 12 und Trennstege 13 sind symmetrisch, d. h. mit gleichen Breiten, Längen und Winkelabständen ausgebildet. Zu deren Erzeugung ist die Schneidringschneide 113 in Umfangsrichtung nicht kontinuierlich bzw. durchgängig ausgebildet, sondern weist mehrere (vier) Schneidabschnitte auf. Die kreisförmige Schnittlinie bzw. Schnittkontur weist einen Durchmesser D von bspw. 8 mm bis 14 mm auf. Die durch den Schneidring 112 erzeugten Schnitthohlräume sind durch das fließgeformte duktile Metallmaterial (Aluminiummaterial) M2 des zweiten Fügeteils 20 aufgefüllt (siehe auch 1d). Anstatt einer kreisförmigen Schnittlinie S sind auch andere Schnittkonturen möglich, bspw. dreieckige, rechteckige bzw. quadratische oder elliptische Schnittkonturen. Der Schneidring 112 ist entsprechend ausgebildet.
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Die Ausgestaltung der Werkzeuge 110/120 kann zur Anpassung an die zu fügenden Fügeteile 10/20 und zur Prozessoptimierung variiert werden. Prinzipiell eignet sich die Erfindung bei analoger Verfahrensweise auch zum Fügen von mehr als zwei Fügeteilen, wobei sowohl mehrere obere als auch mehrere untere Fügeteile denkbar sind. Eine geeignete Verfahrensausführung und Ausgestaltung der Werkzeuge 110/120 liegen im Bereich des fachmännischen Könnens.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Fügeteil (Bauteil)
- 12
- Einzug
- 13
- Trennsteg
- 15
- Mittelstück (Butzen)
- 20
- zweites Fügeteil (Bauteil)
- 21
- Einprägung
- 30
- Bauteilverbund
- 100
- Fügevorrichtung
- 110
- erstes Werkzeug
- 112
- Schneidring
- 113
- Schneide
- 114
- Niederhalter
- 120
- zweites Werkzeug
- 122
- Pressstempel
- 124
- Niederhalter
- D
- Durchmesser
- M1
- erstes Material
- M2
- zweites Material
- S
- Schnittlinie
- W
- Neigungswinkel
- Z
- Fügeachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014211212 A1 [0003]
