[发明专利]至少两个构件的复合构件和用于制造形锁合和/或力锁合接合的复合构件的方法

说明书

本发明涉及一种至少两个构件(2、3)的复合构件，所述构件在至少一个接合位置处接合。该复合构件包括第一构件(2)，在接合位置处第一接合辅助元件(4)以保持区段(12)压入第一构件(2)中的通孔(6)中；该复合构件包括第二构件(3)，在其中在接合位置处构造有固定容纳区段(17)，第一接合辅助元件(4)还具有固定区段(13)，该固定区段形锁合和/或力锁合地嵌入第二构件(3)的固定容纳区段(17)中。本发明还涉及一种用于制造该复合构件的方法。

技术领域

本发明涉及一种至少两个构件的复合构件和一种用于制造形锁合和/或力锁合接合的复合构件的方法。

背景技术

随着在车辆制造中越来越多地使用轻质结构材料、如轻金属(如铝、镁及其合金)或纤维复合塑料，必须越来越频繁地将由不同材料制成的构件彼此接合成复合构件。这基于不同的材料特性是有问题的并且使许多既定接合过程达到其极限。

为了接合铝构件与钢构件，从现有技术已知使用接合辅助元件，这些接合辅助元件以铆钉的形式引入第一构件中并且可与第二构件的材料焊接。然后通过将第二构件借助电阻点焊与接合辅助元件接合来制造复合构件。为此例如参见专利文献DE 10015713 A1。这里的缺点在于必须能够在两侧接近复合构件以进行焊接过程。

此外，已知通过力锁合或形锁合连接、如螺纹连接、铆接、卡扣连接等来制造复合构件。但根据待彼此连接的构件的材料，这些方法也只能有限使用并且不能达到所需的强度。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于提供一种用于制造复合构件的可能性，其可用于各种材料组合并且与现有技术相比得到改进或至少具有优势。

提出一种包括第一构件和至少一个第二构件的复合构件，所述构件在至少一个接合位置处接合。在接合位置处第一接合辅助元件以保持区段压入第一构件中的通孔中并且在第二构件中在接合位置处构造有固定容纳区段。第一接合辅助元件还具有固定区段，该固定区段形锁合和/或力锁合地嵌入第二构件的固定容纳区段中。

所提出的复合构件的实施方式在待连接构件的材料方面能实现尽可能大的灵活性。接合辅助元件在其固定区段或固定容纳区段的材料和形状方面可在很大程度上独立于构件材料地相互匹配。接合辅助元件的压入可独立于构件的实际接合过程进行。然后为了接合构件只还需要单侧可接近性。

固定容纳区段可构造在第二构件的基础材料中。在一种优选实施例中，固定容纳区段是第二接合辅助元件的一部分，该第二接合辅助元件在接合位置处以保持区段压入第二构件中的通孔中。

通孔例如可通过切削或冲压形成并且优选具有闭合的孔轮廓或截面轮廓。在构件表面，通孔分别通过边缘区域界定。接合辅助元件与第一构件横向于接合轴线形锁合和/或力锁合地连接。通孔的孔几何形状和接合辅助元件的外部几何形状至少部分相应地相互匹配。

在一种优选实施方式中，第一构件中或第二构件中或第一构件和第二构件中的通孔的孔壁的至少一个边缘区域具有环绕的冲压部，接合辅助元件的保持区段嵌入且优选压入所述冲压部中。在冲压部的区域中孔横截面增大，例如通孔直径在倒角区域中增大。接合辅助元件的被压入的保持区段在冲压部的区域中形成底切，该底切在一个方向上形锁合地固定接合辅助元件以防止其被压过通孔。与在冲压部的区域中减小的构件厚度对连接强度有不利影响的推测相反，已表明，可实现令人惊讶的高强度。在此推测原因在于冲压过程，这导致在冲压部的边缘区域中的材料加固，该材料加固结合随后保持元件的压入进一步增强。另外已证明，通过引入冲压部也减少了氢脆并且可克服该区域中的边缘裂纹敏感性。

冲压部可构造在一侧。冲压部例如可在通孔深度的最多20％上、最多40％或最多通孔深度的一半上延伸。也可有利的是，冲压部延伸超过通孔深度的50％并且尤其是超过60％。