DE3038824A1

DE3038824A1 - Vorrichtung mit einem verbundprofil und an dieses angeschweissten koerpern oder teilen

Info

Publication number: DE3038824A1
Application number: DE19803038824
Authority: DE
Inventors: Adolf 7701 Hilzingen Ames; Ulf Dipl.-Ing. 7707 Engen Hodel; Alfred 7705 Steisslingen Wagner
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE3038824C2

Description

Vorrichtung mit einem Verbundprofil und an dieses
angeschweißten Körpern oder Teilen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprofil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei gemäß Patent.. .
Patenanmeldung (...) an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist Bei Vorrichtungen aus Leichtmetall einerseits und Schwer metallpartnerntandererseits entstehen erhebliche Probleme dadurch, daß Schweißverbindungen zwischen diesen Teilen nicht oder nur unter großem Aufwand hergestellt zu werden vermögen.
Aus diesem Grunde ist man bereits seit langem dazu übergegangen, beispielsweise Stahlträger und Aluminiumplatten dort miteinander zu verschrauben, wo sich eine Verbindung der beiden Werkteile nicht umgehen läßt.
Vor allen Dingen hat sich dies als nachteilig beim Schiffsbau erwiesen, daß sich Leichtmetallaufbauten nicht dicht mit dem Stahlgerüst des Schiffsrumpfes verbinden lassen; Schraubverbindungen können hier auch dann nicht die optimale Lösung darstellen, wenn besondere Dichtungselemente gegen eindringendes Seewasser zwischengeschaltet werden. Ein weiteres Gebiet, auf dem die Verbindung von Leichtmetallblechen und Stahlblechen Schwierigkeiten mit sich bringt, ist die Kraftfahrzeugherstellung.
Angesichts dieser Gegebenheiten hatte sich der Vorerfinder das Ziel gesetzt, die geschilderten Nachteile auszuschalten und das Verschweißen von Leichtmetallteilen einerseits und insbesondere hochschmelzenden Schwermetallen andererseits zu ermöglichen. Diese Aufgabe wurde durch die Verwendung des eingangs beschriebenen Verbundprofiles gelöst; an jede Komponente des Verbundprofiles kann problemlos ein Körper, insbesondere ein Blech, aus dem jeweiligen Werkstoff angescnweißt werden. Dieses stranggepreßte Verbundprofil dient also als Schweißkupplung.
Eine weitere Verbesserung derartiger Schweißkupplungen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Verbesserung besteht darin, daß eine Oberfläche des Verbundprofiles neben dem Profilband eine Anlagefläche für den Leichtmetallkörper aufweist. Dabei ist das Verbundprofil bevorzugt rechteckigen Querschnittes mit in einem Querschnittseck angeordnetem Profilband, dessen freie Oberfläche mit der benachbarten Anlagefläche für den Leichtmetallkörper fluchtet oder dazu im Abstand parallel verläuft, also schulterartig abgesetzt ist.
Die letztgenannte Au#hrungsform dient zur Verbindung von Blechen unterschiedlicher Dicke; beide beschriebenen Profile erlauben das Aneinanderfügen von Blechen od. dgl. derart, daß deren nach außen gerichtete Oberflächen miteinander fluchten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Bleche od. dgl. unterschiedlichen derkstoffes mit ihren Komponenten des Verbundprofiles durch Punktschweißen verbunden.
Bei derartigen Vorrichtungen treten keine Scherwirkungen auf. Die Sicherheit bei der Koppelung beider Metalle ist unverhältnismäßig hoch.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verbundprofil mit Winkelquerschnitt und an wenigstens einem Schenkel vorgesehenem Profilband als Schenkeloberfläche. Dank dieser Maßgabe können die Bleche oder dgl. unterschiedlichen Werkstoffes -- in Abhängigkeit vom Winkel des Winkelquerschnittesrechtwinkelig oder geneigt zueinander festgelegt werden.
Wird beispielsweise ein Schenkel beidseits mit Profilband versehen, können auch Aufbauten mit zwei in Abstand zueinander angebrachten Leichtmetallblechen hergestellt werden, wobei der Abstandshalter gleichzeitig Befestigungselement am Stahlboden ist. Verwandt mit diesen erfindungsgemäßen Verbundprofilen mit Winkelquerschnitt sind T-förmige Verbundprofile, deren einer Balken das Profilband/die Profilbänder trägt.
Als günstig hat es sich erwiesen, wenigstens einen Schenkel des Winkelquerschnittes zu krümmen und damit beispielsweise in sich gekrümmte Seitenbleche von Automobilen am Stahlboden festzulegen.
Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbundprofile auf sehr einfache Weise die eingangs erwähnte Vorrichtung hergestellt, wobei als Teil der gestellten Aufgabe gesehen wird, daß -- wie bisher nicht möglich -- ein Blech aus Leichtmetall mit einem anstoßenden Blech aus Schwermetall etwa fluchtet und beide miteinander auf einfache Weise durch Schweißen verbunden werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: die Draufsicht auf ein Werkzeug zum Strangpressen von Verbundprofil; Fig. 2: den Schnitt nach Linie II ° lIder Fig 19 Fig. 3: einen vergrößerten Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Verbundprofil; Fig. 4: eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung durch ein weiteres Ausführungsbeispiel; Fig. 5: den Querschnitt durch eine Vorrichtung mit Winkelprofil; Fig. 6: einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungs form.
Ein zylindrisches Werkzeug R zum Pressen von Verbundprofilen weist an einem Matrizenhalter 1 einen in dessen Ringwulst 2 eingefügten Matrizeneinsatz 3 auf.
Im Zentrum der in Fig 1 hervorgehobenen Einlauffläche 4 des Matrizenhalters 1 ist eine itn Ausführungebeispiel grundrißlich rechtecL#ge -- Einlaufi#ammer 5 zu erkennens welche sich in Preßrichtung x bzw. entlang der Werkzeugachse M unter Bildung einer geneigten Gleitfläche 6 verjüngt. An letztere schließt ein ebenfalls rechteckiger Einlaufrahmen 7 an.
Die-dem Matrizeneinsatz 3 benachbarte Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 erzeugt innerhalb jenes Ringwulstes 2 einen flachen Kegel mit in die Werkzeugachse M und den Einlaufrahmen 7 fallender Konstruktionsspitze.
Der Stirnfläche des Matrizenhalters 1 liegt eine entsprechend eingeformte Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 an, in dessen Zentrum ein den Einsatzrahmen 7 -- mit diesem gegenüber engerem formgebendem Querschnitt -- fortsetzender Matrizendurchbruch 10 der Höhe h angeordnet ist.
Dieser geht in einen sich zur Werkzeugkopfseite 11 trichterähnlich erweiternden Auslaufkanal 12 über.
In die Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 sind (wie insbesondere im Bereich des Ausschnittsfeldes F in Fig. 1 erkennbar) auf einem gemeinsamen Werkzeugdurchmesser D der beispielsweisen Länge von 300 mm zwei flache Nuten 13 der Breite b(beispielsweise 20 mm) eingeformt, die zusammen mit der sie überspannenden Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 Führungskanäle 14 für während des Preßvorganges dem Matrizendurchbruch 10 radial zuzuführende Profilbänder B ergeben.
An den übergängen zwischen den Kanälen 14 und dem Matrizendurchbruch 10 sind in Ausnehmungen 15 Räder 16 angebracht, deren Umfangswandung 17 jene Profilbänder B watirund ihres Transportes durch das Werkzeug R im Bereiche eines Umschlingungswinkels w (Fig. 2) aufliegen.
Die Breite des Profilbandes B ist größer als deren achsparallele Länge, so daß das Profilband B die Stirnfläche 18 des Rades 16 beidseits überragt und im Bereich des Matrizendurchbruches 10 die Ausnehmung 15 für das Rad 16 überdeckt.
Bei dem im Matrizendurchbruch 10 des Werkzeuges R entstehenden Verbundprofil P liegen eine Leichtmetall-Matrix A das Profilband B aus unplattiertem Bandstahl aneinander und haften durch metallischen Verbund.
Mit dem Werkzeug R werden sogenannte Schweißkupplungsprofile P besonders günstig hergestellt. So zeigt Fig. 3 ein Verbundprofil P rechteckigen Querschnitts, dessen Bandkomponente B in einem Querschnittseck untergebracht und an die mit Hilfe einer Schweißzange 31 ein Stahlblech 32 bei 33 durch Punktschweißen angeschlossen ist. Das an die x) Aluminiumkomponente A bei 34 angeschweißte Aluminiumblech 35 fluchtet mit dem Stahlblech 32.
Ist das Aluminiumblech 35 dicker als das Stahlblech 32, wird ein Verbundprofil P1 verwendet, dessen Bandkomponente B die benachbarte Oberfläche 36 der Aluminiumkomponente A um den Differenzbetrag der Blechdicken überragt.
Das Winkelprofil P2 mit an einem Schenkel 37 vorgesehenem Stahlband B dient zum Verbinden zueinander winkelig stehender Bleche 32, 35.
Das querschnittlich gekrümmte Verbundprofil P3 verbindet einen Stahlboden 32 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuges mit einer gebogenen Seitenwand 35r aus Aluminiumblech.
x)Anlagefläche 38 der...
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprofil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere aus einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche des Verbundprofils (P) neben dem Profilband (B) eine Anlagefläche (38) für den Leichtmetallkörper (35) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verbundprofil (P, P1) rechteckigen Querschnittes mit in einem Ouerschnittseck angeordneten Profilband (B), dessen freie Oberfläche mit der benachbarten Oberfläche (38) des Leichtmetallprofils (A) fluchtet oder dazu in Abstand parallel verläuft.
3. Vorrichtung mit einem auf dem Wege des Strangpressens hergestellten Verbundprçfil aus einem Leichtmetallprofil, insbesondere einem Aluminiumprofil, und mindestens einer damit metallisch verbundenen, einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband aus einem Schwermetall, bevorzugt aus unplattierten Stahlbändern oder Bundmetallsträngen, wobei an das Leichtmetallprofil ein Körper, insbesondere ein Blech, aus Leichtmetall sowie an das Profilband ein Schwermetallteil angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundprofil (P2,P3) einen Winkelquerschnitt aufweist, und wenigstens einer der Schenkel (37) an einer Fläche mit dem Profilband (B) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel (37) des Winkelprofiles an seiner Außenfläche mit dem Profilband (B) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schenkel des Winkelprofils (P3) gekrümmt ist.