EP0921893A1 - Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück - Google Patents

Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück

Info

Publication number
EP0921893A1
EP0921893A1 EP97935488A EP97935488A EP0921893A1 EP 0921893 A1 EP0921893 A1 EP 0921893A1 EP 97935488 A EP97935488 A EP 97935488A EP 97935488 A EP97935488 A EP 97935488A EP 0921893 A1 EP0921893 A1 EP 0921893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
friction element
workpieces
friction
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97935488A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhardt Suthoff
Andreas Schaaf
Holger Hentschel
Udo Franz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0921893A1 publication Critical patent/EP0921893A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1265—Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0681—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding created by a tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/60—Riveting or staking
    • B29C65/606—Riveting or staking the rivets being integral with one of the parts to be joined, i.e. staking
    • B29C65/609—Riveting or staking the rivets being integral with one of the parts to be joined, i.e. staking the integral rivets being plunge-formed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/74—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by welding and severing, or by joining and severing, the severing being performed in the area to be joined, next to the area to be joined, in the joint area or next to the joint area
    • B29C65/743—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by welding and severing, or by joining and severing, the severing being performed in the area to be joined, next to the area to be joined, in the joint area or next to the joint area using the same tool for both joining and severing, said tool being monobloc or formed by several parts mounted together and forming a monobloc
    • B29C65/7437—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by welding and severing, or by joining and severing, the severing being performed in the area to be joined, next to the area to be joined, in the joint area or next to the joint area using the same tool for both joining and severing, said tool being monobloc or formed by several parts mounted together and forming a monobloc the tool being a perforating tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting or joining one plasticizable workpiece to another, which can also be plasticized, i.e. for example two or more plasticizable, in particular metallic, workpieces.
  • the invention further relates to a friction element and a device for carrying out the method according to the invention.
  • connection techniques for plasticizable or metallic workpieces based on a welded connection are already known.
  • the known joining techniques have serious disadvantages in that they are extremely cost-intensive and expensive Equipment or special material preparation is required, even then some material pairs are practically impossible to join.
  • the present invention has for its object to provide a method for connecting or joining a plasticizable or metallic workpiece with another, in which the mentioned and other disadvantages are avoided.
  • the joining zone of the workpieces is formed by a mechanism that is similar to the joining process known from friction welding.
  • the invention is achieved by a friction element and a device for carrying out the method according to the invention.
  • the friction element which is preferably designed as a rotating stamp, forms an annular wall of partially or completely melted material due to the activation or generation of heat by frictional forces, which, due to the pressure of the stamp and due to centrifugal and capillary forces, uniformly into the joint between the workpieces and into the space between the circumferential surface of the stamp and surrounding material is introduced.
  • the advantages of the method according to the invention include, in particular, the fact that it does not require additional welding aids such as additional welding material or fuel gases.
  • additional welding aids such as additional welding material or fuel gases.
  • the connection zone between the workpieces consists exclusively of the material of the workpieces themselves.
  • the method according to the invention can also be carried out without the use of electricity by operating a corresponding device, for example with compressed air.
  • FIG. 1 to 5 are cross-sectional views of two workpieces in successive phases of the manufacture of the workpiece assembly, and Fig. 6 shows a composite of three workpieces in cross section.
  • Fig. 1 shows two plate-shaped, superimposed workpieces 1 and 2, which can be, for example, sheets or parts of hollow profiles to be connected to one another. The two parts are firmly pressed together. However, it is not necessary to treat the surfaces of the workpieces 1 and 2 in the area of the joining or contact zone 3 specifically, to remove rolled or oxide skins or the like, as is required for spot welding, since the joining mechanism is completely different.
  • a rotating punch 4 is moved against the surface of the workpiece 1 and pressed firmly against it while maintaining its rotation (FIG. 2).
  • the stamp is rotated by means of a drive unit, not shown.
  • the stamp can be made of the same material as workpieces 1 or 2, but is preferably made of a harder and / or higher melting material. In order to prevent material from the workpieces 1 and 2 from temporarily sticking to the stamp 4 during the friction welding process, this can also consist of hard metal or have a special coating.
  • a physically-chemically highly active product forms between the rotating punch 4 and the material in contact with it.
  • zeßzone in which there is first dry friction and then mixed friction. In the area of mixed friction, the proportion of dry friction decreases and that of fluid friction increases.
  • Individual melting islands are formed in the area of the process zone, which, partly due to the centrifugal force and partly due to the contact pressure of the stamp, reach its peripheral or peripheral zone and form a bead-like material accumulation 5 there (FIG. 3).
  • the circumferential area of the punch 4, which has already partially penetrated the workpiece 1, is increasingly filled with plasticized or melted material.
  • the punch is advanced so far in the direction of the base workpiece 2 until at least its end face is in the contact plane or joining zone, preferably a little further into the base workpiece 2, as shown in FIG. 4 .
  • This is done so that the melted or plasticized amount of material, which is displaced by the penetration of the punch into the base workpiece 2, is at least partially pressed into the gap between the two workpieces, as denoted by 6 in FIG.
  • the penetration of the material into this area of the joining zone is supported on the one hand by the centrifugal forces due to the rotation of the punch and on the other hand by the capillary forces in the gap.
  • the stamp is also surrounded along its circumferential surface by a layer of at least partially melted material.
  • the stamp can be provided on its circumference with a cutting device which ensures that the bead 5, which does not contribute to the strength of the connection, is immediately removed.
  • connection zone 7 a cylindrical, essentially rotationally symmetrical, sleeve or hollow rivet-like connection zone 7 generated between the workpieces. This consists exclusively of the materials of the workpieces involved, provided that the stamp is harder or has a higher melting point, whereby it is possible due to the specific properties of a friction welded joint to connect very different or conventionally difficult to join materials, such as aluminum sheets or steel and Aluminum.
  • the method according to the invention can also be used with more than two workpieces, two workpieces 1 and 1 a being arranged on a base work piece 2 in the example shown and the reaming punch completely penetrating both work pieces 1, 1 a.
  • two mutually working friction punches are used on both sides of the workpiece assembly, which are pushed in the direction of one another. This would make a device for supporting the workpieces or for absorbing the force introduced unnecessary.
  • a device, not shown, for executing the method according to the invention is described in claims 12 and 13. Since the heat generated by the rotation or relative movement of the friction element relative to the workpieces decreases with increasing plasticization of the material and the associated decrease in the coefficient of friction, it is expedient to provide a speed control of the friction ram depending on the feed path or speed and / or contact pressure . In this way, an optimal and reproducible material temperature can be achieved during the connection process, and the time required to establish a connection can also be minimized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Verbund zweier metallischer Werkstücke, der hergestellt ist, indem ein erstes Werkstück im Bereich einer Fügezone gegen ein Basiswerkstück angelegt wird und ein Reibelement unter Relativbewegung gegenüber den Werkstücken in Richtung auf die Fügezone gegen das erste Werkstück angedrückt wird, wobei das Reibelement unter Bildung einer Schmelze das erste Werkstück durchdringt, die Schmelze in den Bereich der Fügezone dringt und anschliessend aus dem Verbund zurückgezogen wird, wodurch eine Reibschweissverbindung der Werkstücke im Bereich der Fügezone erzeugt wird.

Description

Verfahren zum Verbinden eines plastifizierbaren Werkstücks mit einem anderen Werkstück
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden bzw. Fügen eines plastifizierbaren Werkstücks mit einem anderen, welches ebenfalls plastifizierbar sein kann, d.h. beispielsweise zweier oder mehrerer plastifizierbarer, insbesondere metallischer Werkstücke .
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Reibelement sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es sind bereits unterschiedliche Verbindungstechniken für plastifizierbare bzw. metallische Werkstücke auf der Basis einer Schweißverbindung bekannt. Je nach Anwendungsbereich, insbesondere beim Verbinden von (Aluminium-) Dünnblechen, weisen die bekannten Fügungstechniken allerdings dahingehend gravierende Nachteile auf, daß sie extrem kostenintensiv sind, aufwendige Apparaturen benötigen oder eine besondere Materialvorbereitung erforderlich ist, wobei selbst dann manche Materialpaarungen praktisch kaum zu fügen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden bzw. Fügen eines plastifizierbaren bzw. metallischen Werkstücks mit einem anderen zu schaffen, bei dem die genannten und weitere Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines plastifizierbaren Werkstücks mit einem anderen Werkstück, wobei
(a) ein erstes Werkstück gegen ein Basiswerkstück angedrückt wird, wobei sich eine Fügezone zwischen dem ersten Werkstück und dem Basiswerkstück befindet,
(b) ein Reibelement unter aktivierender Relativbewegung gegenüber den Werkstücken in Richtung auf die Fügezone gegen das erste Werkstück angedrückt wird,
(c) das Reibelement unter Bildung einer aktivierten, plasti- fizierten Prozeßzone durch das erste Werkstück hindurch bis zum Basiswerkstück vordringt und die Prozeßzone in den Bereich der Fügezone bringt,
(d) das Reibelement zurückgezogen wird, wobei ein Reib- schweißverbund der Werkstücke im Bereich der Fügezone erzeugt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Fügezone der Werkstücke bildet sich dabei nach einem Mechanismus aus, der ähnlich ist wie der vom Reibschweißen her bekannte FügungsVorgang . Durch Schaffung einer hochaktiven, energiereichen und gleichzeitig mechanisch durchmischten Prozeßzone im Verbindungsbereich der beiden Werkstücke ist es möglich, Metalle bzw. Legierungen miteinander zu verbinden, die bislang als kaum bzw. schwer fügbar galten, wie beispielsweise Dünnbleche aus Aluminium, bei denen die Oxidschicht sehr hinderlich ist.
In vorrichtungsmäßiger Hinsicht wird die Erfindung durch ein Reibelement sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst.
Das vorzugsweise als rotierender Stempel ausgebildete Reibelement bildet aufgrund der Aktivierung bzw. Wärmeerzeugung durch Reibungskräfte einen ringförmigen Wall teilweise oder vollständig geschmolzenen Materials, der durch den Druck des Stempels und durch Flieh- und Kapillarkräfte gleichmäßig in die Fuge zwischen den Werkstücken sowie in den Zwischenraum zwischen Stempelumfangsflache und umgebendem Material eingebracht wird.
Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zählt insbesondere, daß es ohne zusätzliche Schweißhilfsstoffe wie Zusatzschweißmaterial oder Brenngase auskommt. Als Folge davon besteht die Verbindungszone zwischen den Werkstücken ausschließlich aus dem Material der Werkstücke selbst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner auch ohne Einsatz von Strom ausgeführt werden, indem eine entsprechende Vorrichtung beispielsweise mit Druckluft betrieben wird. Ferner tritt im Gegensatz zum bekannten Elektro- oder Punktschweißen praktisch keine Funkenentwicklung auf .
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel und eines erfindungsgemäß hergestellten Werkstückverbundes näher beschrieben, wobei:
Fig. 1 bis 5 Querschnittsansichten zweier Werkstücke in aufeinanderfolgenden Phasen der Herstellung des Werkstückverbunds sind, und Fig. 6 einen Verbund aus drei Werkstücken im Querschnitt zeigt .
Fig. 1 bis 4 erläutern die Herstellung eines in Fig. 5 dargestellten, fertigen Werkstückverbunds gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt zwei plattenförmige, aufeinanderliegende Werkstücke 1 und 2, die beispielsweise Bleche oder Teile von miteinander zu verbindenen Hohlprofilen sein können. Die beiden Teile werden hierbei fest aneinandergepreßt . Es ist hingegen nicht erforderlich, die Oberflächen der Werkstücke 1 und 2 im Bereich der Füge- bzw. Kontaktzone 3 speziell zu behandeln, Walz- oder Oxidhäute zu entfernen oder ähnliches, wie dies beim Punktschweißen erforderlich ist, da der Fügemechanismus ein völlig anderer ist .
Es genügt, wenn eines der zu fügenden Werkstücke plastifizier- bar bzw. schmelzfähig ist, wie Versuche mit Keramik als ein beteiligtes Material gezeigt haben. Außer Metallen kommen hierfür auch Kunststoffe in Betracht.
Ein rotierender Stempel 4 wird gegen die Oberfläche des Werkstücks 1 bewegt und unter Beibehaltung seiner Drehung fest gegen dieses angedrückt (Fig. 2) . Der Stempel wird hierbei mittels einer nicht dargestellten Antriebseinheit in Drehung versetzt. Der Stempel kann aus dem gleichen Material wie die Werkstücke 1 oder 2 bestehen, ist aber bevorzugt aus einem härteren und/oder höher schmelzenden Werkstoff hergestellt. Um zu verhindern, daß während des Reibschweißvorgangs Material von den Werkstücken 1 und 2 vorübergehend am Stempel 4 festklebt, kann dieser auch aus Hartmetall bestehen oder eine besondere Beschichtung aufweisen.
Bei dem sich anschließenden Reibschweißvorgang bildet sich zwischen dem rotierenden Stempel 4 und dem damit in Berührung stehenden Material eine physikalisch- chemisch hochaktive Pro- zeßzone aus, in der zunächst Trockenreibung und dann Mischreibung vorliegt. Im Bereich der Mischreibung nimmt der Anteil der Trockenreibung ab und der der Flüssigkeitsreibung zu. Es bilden sich einzelne Schmelzinseln im Bereich der Prozeßzone, die zum Teil aufgrund der Fliehkraft und zum Teil durch den Anpreßdruck des Stempels in dessen Umfangs- bzw. Randzone gelangen und dort eine wulstförmige Materialansammlung 5 bilden (Fig. 3) . Auch der Umfangsbereich des bereits teilweise in das Werkstück 1 eingedrungenen Stempels 4 ist zunehmend von plastifiziertem bzw. geschmolzenem Material erfüllt.
Der Stempel wird gegenüber dem in Fig. 3 gezeigten Zustand noch so weit in Richtung auf das Basiswerkstück 2 vorgetrieben, bis sich zumindest dessen Stirnseite in der Berührungsebene bzw. Fügezone befindet, vorzugsweise noch etwas weiter in das Basiswerkstück 2 hinein, wie Fig. 4 zeigt. Dies erfolgt deshalb, damit die erschmolzene bzw. plastifizierte Werkstoffmenge, die durch das Eindringen des Stempels in das Basiswerkstück 2 verdrängt wird, zumindest teilweise in den Spalt zwischen den beiden Werkstücken hineingedrückt wird, wie in Fig. 4 mit 6 bezeichnet. Das Eindringen des Werkstoffs in diesen Bereich der Fügezone wird zum einen durch die Fliehkräfte aufgrund der Drehung des Stempels und zum anderen durch die Kapillarkräfte im Spalt unterstützt. Der Stempel ist weiterhin auch längs seiner Umfangsflache von einer Schicht zumindest teilweise geschmolzenen Materials umgeben.
Der Stempel kann an seinem Umfang mit einer Schneideinrichtung versehen sein, die dafür sorgt, daß der Wulst 5, der nicht zur Festigkeit der Verbindung beiträgt, unmittelbar entfernt wird.
Anschließend wird der Stempel aus der Fügezone zurückgezogen, wobei der in Fig. 5 dargestellte Werkstückverbund zurückbleibt. Während des Verbindungsvorgangs wurde eine zylindrische, im wesentlichen rotationssymmetrische, hülsen- bzw. hohlnietartige Verbindungszone 7 zwischen den Werkstücken erzeugt. Diese besteht ausschließlich aus den Werkstoffen der beteiligten Werkstücke, sofern der Stempel härter bzw. höher schmelzend ist, wobei es aufgrund der spezifischen Eigenschaften einer Reibschweißverbindung möglich ist, auch sehr unterschiedliche bzw. konventionell kaum fügbare Materialien miteinander zu verbinden, wie beispielsweise Aluminiumbleche oder Stahl und Aluminium.
Wie Fig. 6 zeigt, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei aus mehr als zwei Werkstücken angewendet werden, wobei in dem dargestellten Beispiel zwei Werkstücke 1 und la auf einem Basiswerkstück 2 angeordnet sind und der Reibstempel beide Werkstücke 1, la vollständig durchdringt. In einer Abwandlung kann vorgesehen sein, zwei gegeneinander arbeitende Reibstempel beidseitig des Werkstückverbundes einzusetzen, die in Richtung zueinander vorgeschoben werden. Dadurch würde sich eine Vorrichtung zum Abstützen der Werkstücke bzw. zum Auffangen der eingeleiteten Kraft erübrigen.
Eine nicht dargestellte Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Ansprüchen 12 und 13 beschrieben. Da sich die durch die Rotation bzw. Relativbewegung des Reibelements gegenüber den Werkstücken entwickelte Wärme mit zunehmender Plastifizierung des Materials und damit einhergehendem Rückgang des Reibkoeffizienten verringert, ist es zweckmäßig, eine Drehzahlsteuerung des Reibstempels in Abhängigkeit von Vorschubweg bzw. -geschwindigkeit und/oder Anpreßdruck vorzusehen. Auf diese Weise kann eine optimale und reproduzierbare Materialtemperatur während des Verbindungsvorgangs erzielt werden, und außerdem kann die für die Herstellung einer Verbindung erforderliche Zeit minimiert werden.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungs- formen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Verbinden eines plastifizierbaren Werkstücks mit einem anderen Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) ein erstes Werkstück (1) gegen ein Basiswerkstück (2) angedrückt wird, wobei sich eine Fügezone (3) zwischen dem ersten Werkstück (1) und dem Basiswerkstück (2) befindet ,
(b) ein Reibelement (4) unter aktivierender Relativbewegung gegenüber den Werkstücken (1, 2) in Richtung auf die Fügezone (3) gegen das erste Werkstück (1) angedrückt wird,
(c) das Reibelement (4) unter Bildung einer aktivierten, pla- stifizierten Prozeßzone durch das erste Werkstück hindurch bis zum Basiswerkstück vordringt und die Prozeßzone in den Bereich der Fügezone (3) bringt,
(d) das Reibelement zurückgezogen wird, wobei ein Reibschweißverbund der Werkstücke (1, 2) im Bereich der Füge- zone (3) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Werkstücke (1, la) übereinander auf einem Basiswerkstück (2) angeordnet sind, wobei das Reibelement (4) nacheinander alle Werkstücke (1, la) durchdringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkstück (1, la) ein Dünnblech ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiswerkstück ein Dünnblech ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement aus einem rotierenden Stempel besteht.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement eine lineare, oszillierende Bewegung ausführt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement aus einem Material besteht, das einen höheren Schmelzpunkt als das Werkstück (1) aufweist .
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement aus einem Material besteht, das härter ist als das Werkstück (1) .
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Werkstücke (1, la, 2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch ein weiteres Reibelement, das von der dem ersten Reibelement gegenüberliegenden Seite her gegen die Werkstücke angedrückt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Werkstücke beiderseits eines Basiswerkstücks (2) .
12. Reibelement zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement im wesentlichen zylindrisch ist und ein Schneidmittel zum Entfernen des Wulstes (5) aufweist.
13. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Halteeinheit zum Halten wenigstens zweier Werkstücke, einer um eine Drehachse dreh- und antreibbaren, axial ver- schiebbaren Spanneinheit zum Einspannen eines Reibelementes, einer drehzahlregelbaren Antriebseinheit zum Antreiben der Spanneinheit, einer Verschiebeeinheit zum Bewegen der Spanneinheit längs der Drehachse und Andrücken des Reibelements mit einem Anpreßdruck .
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zum Erfassen von Drehzahl, Verschiebung und/oder Anpreßdruck und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Drehzahl des Reibelements in Abhängigkeit von den aufgenommenen Werten der erfaßten Verschiebung und/oder des Anpreßdrucks .
EP97935488A 1996-07-26 1997-07-23 Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück Withdrawn EP0921893A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19630271 1996-07-26
DE19630271A DE19630271C2 (de) 1996-07-26 1996-07-26 Verfahren zum Verbinden eines plastifizierbaren Werkstücks mit einem anderen Werkstück
PCT/DE1997/001582 WO1998004381A1 (de) 1996-07-26 1997-07-23 Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0921893A1 true EP0921893A1 (de) 1999-06-16

Family

ID=7800983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97935488A Withdrawn EP0921893A1 (de) 1996-07-26 1997-07-23 Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0921893A1 (de)
AU (1) AU3846997A (de)
DE (1) DE19630271C2 (de)
WO (1) WO1998004381A1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19803392C2 (de) * 1998-01-29 2000-08-03 Daimlerchrysler Aerospace Ag Verfahren zur Herstellung einer Lotverbindung, Lotverbindung und deren Verwendung
US6227432B1 (en) * 1999-02-18 2001-05-08 Showa Aluminum Corporation Friction agitation jointing method of metal workpieces
DE19917071C2 (de) * 1999-04-15 2001-04-26 Slv Muenchen Gmbh Reibschweißverfahren
US6800512B1 (en) 1999-09-16 2004-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming insulating film and method of fabricating semiconductor device
NO995093D0 (no) * 1999-10-19 1999-10-19 Norsk Hydro As Fremgangsmåte og anordning for punktsveising
DE19955737B4 (de) * 1999-11-18 2005-11-10 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei aneinanderliegenden Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
DE19956963B4 (de) 1999-11-18 2005-12-29 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Einrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei wenigstens im Verbindungsbereich aneinanderliegenden Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
JP3429475B2 (ja) 2000-05-08 2003-07-22 川崎重工業株式会社 スポット接合装置およびスポット接合方法
US7017792B2 (en) † 2001-02-02 2006-03-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Integrated piping plate, machining method for same, machining apparatus for same, and machining equipment for same
JP3471338B2 (ja) 2001-07-30 2003-12-02 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌接合装置
JP3538406B2 (ja) 2001-10-17 2004-06-14 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌接合装置
US6742697B2 (en) 2002-04-29 2004-06-01 The Boeing Company Joining of structural members by friction plug welding
JP4148152B2 (ja) 2004-02-16 2008-09-10 マツダ株式会社 摩擦点接合構造
DE102006013529B4 (de) 2005-03-23 2019-01-31 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Verfahren zum Fügen von Werkstücken
DE102005056606A1 (de) 2005-11-28 2007-07-19 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Verfahren zum Verbinden eines metallischen Bolzens mit einem Kunststoff-Werkstück
DE102006053800A1 (de) * 2006-11-15 2008-05-21 Ejot Gmbh & Co. Kg Reibschweißverbindung von zwei aufeinander liegenden flächigen Bauteilen
DE102007058393A1 (de) * 2007-12-03 2009-06-04 Volkswagen Ag Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen
JP4591547B2 (ja) * 2008-05-26 2010-12-01 株式会社豊田中央研究所 接合体およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3548487A (en) * 1967-06-30 1970-12-22 Rockwell Standard Co Method and apparatus for friction welding
JPS512655A (en) * 1974-06-25 1976-01-10 Sanmei Denki Kk Fukaatarimenno hokyohoho
DE3226362C2 (de) * 1982-07-14 1984-08-16 Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg Verfahren zum Abbremsen von Reibschweißmaschinen beim Reibschweißen von Teilen mit genauer Winkelposition nach dem Schweißen
GB9125978D0 (en) * 1991-12-06 1992-02-05 Welding Inst Hot shear butt welding
US5435673A (en) * 1994-01-12 1995-07-25 Rangel; Louis Multi-purpose arrow assembly tool
NO942790D0 (no) * 1994-03-28 1994-07-27 Norsk Hydro As Fremgangsmåte ved friksjonssveising og anordning for samme

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9804381A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998004381A1 (de) 1998-02-05
AU3846997A (en) 1998-02-20
DE19630271A1 (de) 1998-04-23
DE19630271C2 (de) 2002-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0921893A1 (de) Verfahren zum verbinden eines plastifizierbaren werkstücks mit einem anderen werkstück
DE2210855C2 (de)
EP1716959B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reibrührschweissen von mindestens zwei Bauteilen aus artverschiedenen Werkstoffen mit einem verschiebbaren Stift und durch die Bauteile fliessendem elektrischen Strom
EP1517764B1 (de) Elektrodenschutzeinrichtung
EP1198309A1 (de) Verfahren, vorrichtung sowie hilfsfügeteil zum mechanischen fügen
WO2000056497A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verschweissen zweier werkstücke
DE19620814A1 (de) Mehrkörperverbund und Reibschweißverfahren zu seiner Herstellung
EP2289659A1 (de) Vorrichtung zum Reibschweissverbinden von mindestens zwei Platten durch ein Verbindungselement mit einer Einrichtung zum Messen der ausgeübten Kraft und der Vorschublänge während des Verbindens
EP1442820B1 (de) Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei aneinanderliegenden Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweissens
EP2790866B1 (de) Verfahren zum fügen zweier im wesentlichen blechartiger werkstücke mittels reibquetschschweissen unter verwendung eines zusatzwerkstoffs
EP2813314B1 (de) Reibrührwerkzeug und Reibrührverfahren für ein Werkstück mit Oberflächenbeschichtung
DE102015213633B3 (de) Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen mittels Reibpunktschweißen und einem als Fügeelement ausgebildeten Reibelement sowie Fügevorrichtung
DE19640612C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von überlappend miteinander zu verbindenden Flachprodukten
DE2733925A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes mit einem im inneren eines zylindrischen elementes pressgeformten teil
EP3124133A1 (de) Gegenhalter für eine stanznietvorrichtung, stanznietvorrichtung, verwendung eines gegenhalters und verfahren zum herstellen eines gegenhalters
EP2564969A2 (de) Rührreibschweißverfahren zur Verbindung von plattenförmigen Werkstücken sowie Vorrichtung hierfür
DE19840780A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen
DE19929778A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dynamischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen
EP1488128B1 (de) Reibbelagträger, insbesondere bremsschuh, für feststell- oder trommelbremsen sowie ein diesbezügliches herstellungsverfahren sowie eine vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE202005021318U1 (de) Vorrichtung zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen aus artverschiedenen Werkstoffen
WO2019038144A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verbinden von profilteilen
DE2212013A1 (de) Einrichtung zur automatischen Entfernung des Außenstauchgrates stumpfgeschweißter Metall- und Plastverbindungen
DE10204474A1 (de) Spannvorrichtung und Verfahren zum Laserschweißen beschichteter Bleche
EP0181431A2 (de) Verfahren zum trennenden Sägen von Werkstücken
DE102011109812B4 (de) Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung einer Bauteilverbindung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19990119

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK FR GB IT LI NL

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20020201