用于接合复合板构件与功能元件的方法和装置制造方法及图纸

为了将用于接合多层构件(10)与另外的构件(11)的方法进一步改进成使得可将多层构件(10)机械地且电气地与另外的元件相连接，提出在接合部位(32)的区域中挤压多层构件(10)的中间层(14)且通过施加电压将多层构件(10)的两个外部结构元件(12,13)相互连接且在接合部位(32)的区域中将另外的构件(11)作为连接元件与多层构件(10)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在第一构件的接合部位(Fuegestelle)处接合第一构件与第二构件的方法，其中，第一构件具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件、大致平面地构造的第二结构元件和至少局部地布置在这两个结构元件之间的具有塑料的中间层。此外，本专利技术涉及一种结构元件复合体(Bauelementverbund)，其包括第一构件和在第一构件的接合部位处与第一构件相连接的第二构件。此外，本专利技术涉及一种用于在第一构件处的接合部位的接合部位准备以在第一构件的接合部位处将第一构件与第二构件接合的装置。
技术介绍
在汽车制造中已知轻型结构设计，例如基于铝材或复合板构件。尤其在车身制造中，用于碰撞相关构件的高强度钢与用于大面积构件的多层复合板的组合是尤其相对于使用铝材在经济上更有利的轻型结构设计。复合板通常由较薄的、例如0.2mm至0.3mm厚的由钢构成的盖板和例如由热塑性塑料构成的带有通常在0.2mm与1.5mm之间厚度的具有塑料的中间层构成。与其它已知的车身板相比，单位面积重量在此明显更小。这样的复合板构件的另一优点是其较高的抗弯强度。布置在这两个较薄的由钢构成的盖板之间的中间层电绝缘且因此不适合用于电阻焊、电弧焊和束焊(Strahlschweissen)。为了在车身制造中使用这样的复合板构件，因此须进一步开发适合于大批量的接合技术。然而热接合工艺由于该中间层而不能工艺可靠地应用。由于较高的工艺温度，导致较强的泡沫和飞溅形成以及导致复合板构件的损坏。板式构件以及功能元件(例如连接元件，如螺柱(Bolzen)和螺母)的材料配合的安装同样由于中间层而不可实现。在功能元件(例如连接元件)机械接合的情况下塑料中间层导致连接强度的降低。在接合过程中所产生的在复合板构件与功能元件之间的夹持力可在KTL工艺中在大约180°C的范围中的温度下通过在中间层的材料中的蠕变过程消除。根据目前的现有技术因此优选地将板形的构件机械地与复合板构件接合。用于连接复合板构件与功能元件(例如连接件，如螺柱和螺母)的接合方法在现有技术中尚未知。为了焊接多层复合板，由文件DE10111567A1已知制造部分地不带绝缘中间层的构件。在这些位置处可进行电阻点焊。由文件DE102011054362A1已知一种用于制造带有金属边缘区域的复合板件的方法，其中，其具有两个由金属构成的外部盖板和至少一个布置在盖板之间的由塑料构成的层。在文件WO2013/020636A1中说明了一种用于接合板式结构元件与由热塑性塑料构成的中间层以准备接合部位的方法。在此提出将中间层局部地熔融和挤压且借助于焊接建立两个结构元件的材料配合的连接。为此，在挤压中间层之后在一区域中施加焊接电流，直至这两个结构元件中的至少一个加热直到超过其熔点且部分液化。由此可在这两个结构元件之间建立材料配合的连接。
技术实现思路
本专利技术的目的是将用于接合多层构件与另外的构件的方法(其中，多层构件的中间层由具有塑料的中间层构成)进一步改进成使得多层构件可机械地且电气地与另外的元件相连接。该目的通过一种用于在第一构件的接合部位处接合第一构件与第二构件的方法来实现。第一构件具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件和大致平面地构造的第二结构元件以及至少局部地布置在这两个结构元件之间的具有塑料的中间层。根据本专利技术，第一构件因此多层地、优选地作为复合板构件来构造。平面地构造在本专利技术的意义中应理解成，在纵向和/或宽度方向上的伸展大于构件的厚度。例如，第一构件的两个结构元件是板式的、优选地具有钢的结构元件。具有塑料的中间层是电绝缘的且优选地是弹性的或热塑性的。特别优选地，具有塑料的中间层由聚乙烯或聚酰胺或由聚乙烯和聚酰胺的组合构成。根据本专利技术的用于在第一构件的接合部位的区域中接合或连接这两个构件的方法设置根据权利要求1的步骤a)至c)。构件的连接在本专利技术的意义中应理解成构件的接合。在接合部位的区域中在这两个结构元件之间的接触应理解成，这两个结构元件在该区域中触碰，因为在步骤a)中在该区域中中间层被挤压。优选地，在步骤a)中为了挤压中间层在接合部位的区域中将第一和/或第二结构元件加热。接下来或在加热期间，优选地在接合部位的区域中将压力施加到第一和/或第二结构元件上，直到中间层(14)在接合部位(15)的区域中在第一结构元件(12)与第二结构元件(13)之间被挤压。通过在步骤b)中施加电压，因此在两个结构元件之间产生电接触。因此优选地设置成，仅当在这两个结构元件之间建立了接触时，那么才实施至少步骤b)或者说那么才将电压施加到这两个结构元件处。电压例如可在规定的时间段结束之后被施加到这两个结构元件处。该时间段被定义成使得可充分可靠地由此出发，即在步骤a)中通过挤压中间层在接合部位的区域中在这两个结构元件之间建立接触。优选地设置成，在步骤a)中探测何时在接合部位的区域中在第一结构元件与第二结构元件之间建立接触，以便在步骤b)中施加电压。因此，施加电压的时刻不或至少不仅仅取决于规定的时间段。特别优选地，通过该接触的探测所产生的信号被用于在步骤b)中施加电压或者说用于引入步骤b)。在这两个结构元件之间的接触的探测优选地借助于测试电压来执行。为此施加测试电压到这两个结构元件处。借助于电阻测量和/或电流测量来探测何时在接合部位的区域中在这两个结构元件之间建立了接触。测试电压可经由在步骤a)和/或步骤b)中所使用的工具(例如冲头)来施加。此外，在这两个结构元件之间的接触的探测可借助于行程测量来执行。例如可为此来测量用于在步骤b)中施加压力的至少一个工具的行程或路程。如果工具的行程或者说所经过的路程相应于在该区域中中间层的厚度，那么接触可被建立。在使用两个工具用于在步骤b)中施加压力的情况下，其中，使两个工具在相反方向上移动，如果两个工具的行程或所经过的路程总和相应于中间层的厚度，那么接触可被建立。通过适应性地调节电流供给，可进一步使用于方法步骤b)的过程时间最小化。在此优选地设置成就在探测在这两个结构元件之间的接触之后引入电流。在执行步骤a)和b)之后，持久地确保垂直穿过第一构件的层结构的导电能力，因为在接合部位的区域中中间层的材料被持久地挤压。这些方法步骤a)至b)因此被称为用于接合部位准备的方法步骤。步骤c)包括时间上后置的在多层的第一构件与另外的(即第二)构件之间的接合过程。此外优选地设置成，在步骤a)中将压力这样施加到第一结构元件上，使得在第一结构元件的表面上在接合部位的区域中产生凹部。此外优选地设置成，将压力这样施加到第二结构元件上，使得在第二结构元件的表面上在接合部位的区域中保留有大致平整的或者说平坦的面。因此优选地设置成，用于施加压力的工具构造成使得仅在第一构件的一侧面上在中间层的材料挤压之后在该区域中产生凹部。因此优选地，第一构件的相对的表面保持平坦或者说平整。用于在步骤b)中施加压力的工具(例如冲头)优选地也被用于第一和/或第二结构元件的加热。为此，以一温度加载工具。特别优选地，以不同的温度加载用于加热第一结构元件和第二结构元件的工具。例如，可以较低的温度来加载带有大致平坦地构造的按压面的工具而以较高的温度来加载带有弯曲的、例如凸状的按压面的工具。优选地在步骤c)中在第一构件的接合部位的区域中通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在第一构件(10)的接合部位(15)处接合第一构件(10)与第二构件(11)的方法，其中，所述第一构件(10)具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件(12)、大致平面地构造的第二结构元件(13)和至少局部地布置在这两个结构元件(12,13)之间的具有塑料的中间层(14)，其特征在于以下步骤：a) 在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间在所述接合部位(15)的区域中挤压所述中间层(14)，这样直到在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间建立接触；以及b) 在所述接合部位(15)的区域中将电压(17)施加到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件(13)处，直到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件在所述接合部位(15)的区域中彼此粘合或者借助于所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件(13)的熔融在这两个结构元件(12,13)之间建立材料配合的连接；以及c) 在所述接合部位(15)的区域中将所述第一构件(10)与所述第二构件(11)相连接，其中，所述第二构件(11)构造为用于与另外的构件或元件相连接的连接件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.09 DE 102014208706.61.一种用于在第一构件(10)的接合部位(15)处接合第一构件(10)与第二构件(11)的方法，其中，所述第一构件(10)具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件(12)、大致平面地构造的第二结构元件(13)和至少局部地布置在这两个结构元件(12,13)之间的具有塑料的中间层(14)，其特征在于以下步骤：a)在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间在所述接合部位(15)的区域中挤压所述中间层(14)，这样直到在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间建立接触；以及b)在所述接合部位(15)的区域中将电压(17)施加到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件(13)处，直到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件在所述接合部位(15)的区域中彼此粘合或者借助于所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件(13)的熔融在这两个结构元件(12,13)之间建立材料配合的连接；以及c)在所述接合部位(15)的区域中将所述第一构件(10)与所述第二构件(11)相连接，其中，所述第二构件(11)构造为用于与另外的构件或元件相连接的连接件。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中探测何时在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间建立了接触，以便在步骤b)中施加所述电压(17)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中为了在所述接合部位(15)的区域中挤压所述中间层(14)在所述接合部位(15)中将压力(16)施加到所述第一结构元件(12)和/或所述第二结构元件(13)上，其中，所述压力(16)被这样施加到所述第一结构元件(12)上，使得在所述第一结构元件(12)的表面上在所述接合部位(15)的区域中产生凹部(25)，并且所述压力(16)被这样施加到所述第二结构元件(13)上，使得在所述第二结构元...

【专利技术属性】
技术研发人员：A福伊格特，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE