Verfahren zur und Vorrichtungen mit Verbindung zweier Materiallagen Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Verbindung zweier Materiallagen und insbesondere die Verbindung zweier Materiallagen mittels Durchsetzfugen und dergleichen.

Hintergrund der Erfindung

Um zwei Materiallagen, wie z.B. zwei Bleche, miteinander zu verbinden, ist es bekannt, die Verbindung mittels Durchsetzfugen oder Clinchen herzustellen. Ein Nachteil bekannter Ansätze besteht darin, dass die Festigkeit und/oder Haltbarkeit der Verbindung der beiden Materiallagen nicht ausreichend sein kann, insbesondere wenn dünne Materialien verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verbindung zweier Materiallagen, insbesondere deren Festigkeit und/oder Haltbarkeit, zu verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung Verfahren, Vorrichtungen und Verwendungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ausführungen, Erläuterungen etc. für eine oder mehrere Ausführungsformen und Varianten gelten auch für alle weiteren, anderen Ausführungsformen und Varianten und Modifikationen der Erfindung sofern nichts anderes angeben ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Verbinden einer ersten Materiallage und einer zweiten Materiallage (vorzugsweise mittels Durchsetzfügen oder Clinchen). Zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen wird eine erste Verstärkung in wenigstens einem Verformungsbereich so verformt, dass dort (in dem wenigstens einen Verformungsbereich) jeweils ein verformter Bereich der ersten Materiallage einen verformten Bereich der ersten Ver- stärkung hintergreift und ein verformter Bereich der zweiten Materiallage den hintergreifenden Bereich der ersten Materiallage hintergreift.

Die Verstärkung kann je nach Ausfuhrungsform auch als Stütz- oder Verstärkungselement oder -läge bezeichnet werden.

Die Materiallagen und die Verstärkung können in einem oder mehreren Verformungsbereichen miteinander verbunden werden.

Durch die Verwendung der Verstärkung in dem Verformungsbereich kann die Festigkeit und/oder Haltbarkeit der Verbindung verbessert werden. Die hintergreifende Anordnung dreier (und bei weiteren Ausführungsformen von mehr als drei) verformter Bereiche führt zu einer besseren Verbindung miteinander. Auch kann dadurch eine fluiddichte (gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte) Verbindung hergestellt werden. Ferner kann dadurch erreicht werden, dass die Verbindung bzw. deren Eigenschaften wenigstens teilweise, vorzugsweise maßgeblich, von der Verstärkung beeinflusst werden können.

Statt einer einzelnen ersten Verstärkung können zwei oder mehr erste Verstärkungen und/oder eine Verstärkung verwendet werden, die zwei oder mehr Verstärkungslagen umfasst.

Zusätzlich kann eine weitere, eine zweite Verstärkung verwendet werden, die zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen und der ersten Verstärkung in dem wenigstens einen Verformungsbereich (vorzugsweise mittels Durchsetzfügen oder Clinchen) so verformt wird, dass dort (in dem wenigstens einen Verformungsbereich) jeweils ein verformter Bereich der zweiten Verstärkung den hintergreifenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift.

Auch hinsichtlich der zweiten Verstärkung ist es vorgesehen, statt einer einzelnen zweiten Verstärkung zwei oder mehr zweite Verstärkungen und/oder eine Verstärkung zu verwenden, die zwei oder mehr Verstärkungslagen umfasst.

Auch ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Verbinden einer ersten Materiallage und einer zweiten Materiallage (vorzugsweise mittels Durchsetzfügen oder Clinchen). Zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen wird eine erste Verstärkung in wenigstens einem Verformungsbereich so verformt, hier allerdings so, dass dort (in dem wenigstens einen Verformungsbereich) jeweils ein verformter Bereich der zweiten Materiallage einen verformten Bereich der ersten Materiallage hintergreift und ein verformter Bereich der Verstärkung den hintergreifenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift. Dieses erfindungsgemäßen Verfahren und das eingangs genannte erfindungsgemäßen Verfahren unterscheiden sich durch die Anordnung der Materiallagen und der ersten, und gegebenenfalls auch, wie sich aus dem Folgenden ergibt, der zweiten Verstärkung relativ zueinander.

Auch hier kann zusätzlich eine weitere, eine zweite Verstärkung verwendet werden, die zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen und der ersten Verstärkung in dem wenigstens einen Verformungsbereich (vorzugsweise mittels Durchsetzfügen oder Clinchens) so verformt wird, dass dort jeweils der verformte Bereich der ersten Materiallage einen verformten Bereich der zweiten Verstärkung hintergreift.

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen weisen die erste Verstärkung oder die ersten und zweiten Verstärkungen auf. Dafür wird im Folgenden auch die Formulierung "wenigstens eine Verstärkung" verwendet.

Vorzugsweise ist der Bereich, in dem sich die ersten und zweiten Materiallagen kontaktieren, gleich groß oder größer der Bereich, in dem sich eine der Materiallagen und eine der wenigstens einen Verstärkung kontaktieren (z.B. die erste oder zweite Materiallage und die erste Verstärkung; die erste oder zweite Materiallage und die zweite Verstärkung).

Der Verformungsbereich kann kleiner als der kleinste der Kontaktbereiche der Verstärkungen sein.

Für die wenigstens eine Verstärkung kann jeweils wenigstens ein Element verwendet werden, das jeweils einem Verformungsbereich zugeordnet ist. Ein solches Element kann den jeweiligen Verformungsbereich teilweise überlagern (d.h. kann auch kleiner sein), im Wesentlichen vollständig überdecken oder mit Überschuss überlappen. So ist es z.B. möglich, für jeden Verformungsbereich ein einzelnes Verstärkungselement vorzusehen, das beispielsweise rund, oval, eckig etc. sein kann. Vorzugsweise ist ein Verstärkungselement größer als der jeweilige Verformungsbereich sein, so dass sich das Verbindungselement wenigstens im unverformten Zustand über den Verformungsbereich hinaus erstreckt, vorzugsweise auch (noch) im verformten Zustand. Bei Ausführungsformen, bei denen das Verbindungselement im unverformten Zustand kleiner als der jeweilige Verformungsbereich ist, ist es vorteilhaft, das Verbindungselement so zu bemessen und/oder dessen Verformung so zu steuern, dass ein Hinterschnitt erzeugt werden kann, mittels dem das Verbindungselement und eine benachbarte Materiallage miteinander verbunden werden. - A -

Ergänzend oder alternativ kann für wenigstens eine der wenigstens einen Verstärkung wenigstens ein Element verwendet werden, das wenigstens zwei Verformungsbereichen zugeordnet ist. Ein solches Element kann die jeweiligen Verformungsbereiche teilweise überlagern, im Wesentlichen vollständig überdecken oder mit Überschuss überlappen. Auch hier ist es bei kleinen Verbindungselementen vorteilhaft, diese so zu bemessen und/oder deren Verformung so zu steuern, dass ein Hinterschnitt erzeugt werden kann, mittels dem das Verbindungselement und eine benachbarte Materiallage miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann eine Verstärkung eine oder mehrere Element umfassen, das bzw. die jeweils wenigstens zwei Verformungsbereichen zugeordnet ist bzw. sind. Ein solches Element kann z.B. wie ein obiges, einem Verformungsbereich zugeordnetes Element ausgestaltet sein, nur so dimensioniert, dass es wenigstens zwei Verformungsbereiche erfasst. Es können auch ein längliches Blech, eine Leiste oder eine Struktur verwendet werden, bei der einem Verformungsbereich zugeordnete Teile den jeweiligen Verformungsbereich wenigstens überdecken und zwischen diesen Teilen jeweils ein Verbindungsteil (z.B. Steg oder dergleichen) angeordnet ist. Es ist auch vorgesehen, für eine Verstärkung unterschiedliche Elemente zu wählen. Allerdings kann es z.B. aus fertigungstechnischen Gründen und zwecks einer vereinfachten Lagerhaltung bevorzugt sein, eine/jede Verstärkung gleich auszugestalten.

Vorzugsweise erfolgt die Verformung mittels eines Stempels, der ohne oder zusammen mit einer Matrize, Gesenk oder einer anderen Gegenform (im Folgenden zusammenfassend als Matrize bezeichnet) verwendet werden kann. Beispielsweise können sogenannte Heißstempel zur thermischen Materialverformung oder Stempel verwendet werden, um die Verformung durch Krafteinwirkung und normalerweise zusammenwirkend mit einer Matrize zu bewirken. Vorzugsweise wird Durchsetzfügen oder Clinchen eingesetzt.

Die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung können im Wesentlichen gleich dick/stark sein.

Das Verfahren ist auch für erste und zweite Materiallagen geeignet, die unterschiedlich dick/stark sind. So kann z.B. eine Materiallage dicker/stärker als die andere Materiallage sein, insbesondere wenn bei Verformung mittels einer Matrize die dickere/stärkere Materiallage die Lage ist, die die Matrize kontaktiert oder in der Matrize von dieser nur durch eine Verstärkung getrennt ist.

Auch können die ersten und zweiten Verstärkungen unterschiedlich dick/stark sein. So kann z.B. eine Verstärkung dicker/stärker als die andere Verstärkung sein, beispielsweise wenn bei Verformung mittels Matrize die dickere/stärkere Verstärkung die Matrize kontaktiert. Vorzugsweise haben die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung im Wesentlichen die gleiche Festigkeit.

Das Verfahren ist (auch) für erste und zweite Materiallagen geeignet, die unterschiedliche Festigkeiten aufweisen.

Auch können die ersten und zweiten Verstärkung unterschiedliche Festigkeiten aufweisen, wobei z.B. bei Verwendung einer Matrize die Festigkeit der Verstärkung, die die Matrize kontaktiert, höher als die Festigkeit der anderen Verstärkung ist.

Es kann bevorzugt sein, für die Materiallage und/oder Verstärkung, die beim Verformen stärker als die andere Materiallage bzw. Verstärkung verformt wird, eine dickere/stärkere und/oder eine mit geringer Festigkeit gewählt wird. Eine stärkere Verformung kann beispielsweise angenommen werden, je näher zu einer Matrize eine Materiallage oder Verstärkung angeordnet wird. Je näher sich eine Materiallage oder Verstärkung zum Stempel befindet, desto geringer kann die Verformung angenommen werden.

Vorzugsweise umfassen die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung wenigstens teilweise plastisch verformbares Material, vorzugsweise in einem Bereich zumindest in dem wenigstens einen Verformungsbereich.

Ferner können die ersten und zweiten Materiallagen derart geformt werden (vorzugsweise vor deren Verbindung), dass im verbundenen Zustand zwischen den ersten und zweiten Materiallagen wenigstens ein Hohlraum gebildet wird. Hier können z.B. einfache Hohlräume geschaffen werden, die Gas, Flüssigkeit oder Vakuum enthalten und als thermische Isolation wirken und/oder für mechanische Festigkeit der resultierenden Struktur sorgen (z.B. wie eine Wabenstruktur). Vorzugsweise ist ein solcher Hohlraum im nicht verformten Bereichen der Materiallagen vorgesehen.

Ferner können die ersten und zweiten Materiallagen derart geformt sein, dass im verbundenen Zustand zwischen den ersten und zweiten Materiallagen wenigstens zwei Hohlräume gebildet werden, die in Fluidverbindung miteinander stehen. Hier können, auch ergänzend zu den obigen einzelnen Hohlräumen, Fluidführungen geschaffen werden, um Fluid durch die resultierende Struktur führen zu können. Die verbundenen Lagen können beispielsweise verwendet werden, um einen Absorber aufzubauen.

Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Materialverbindung bereit, die eine erste Materiallage, eine zweite Materiallage, eine erste Verstärkung und wenigstens einen Verformungsbereich umfasst.

In dem Verformungsbereich sind die ersten und zweiten Materiallagen und die erste Verstärkung derart verformt, dass dort jeweils ein verformter Bereich der ersten Materiallage einen verformten Bereich der wenigstens einen ersten Verstärkung hintergreift und ein verformter Bereich der zweiten Materiallage den hintergreifenden Bereich der ersten Materiallage hintergreift.

Die Materialverbindung kann eine zweite Verstärkung aufweisen, die zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen und der ersten Verstärkung in dem wenigstens einen Verformungsbereich derart verformt ist, dass dort jeweils ein verformter Bereich der wenigstens einen zweiten Verstärkung den hintergreifenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift.

Eine weitere erfindungsgemäße Materialverbindung umfasst eine erste Materiallage, eine zweite Materiallage, eine erste Verstärkung und wenigstens einem Verformungsbereich, in dem die ersten und zweiten Materiallagen und die erste Verstärkungen derart verformt sind, dass dort jeweils ein verformter Bereich der zweiten Materiallage einen verformten Bereich der ersten Materiallage hintergreift und ein verformter Bereich der Verstärkung den hintergreifenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift.

Die Materialverbindung kann eine zweite Verstärkung aufweisen, die zusammen mit den ersten und zweiten Materiallagen und der ersten Verstärkung in dem Verformungsbereich derart verformt ist, dass jeweils der verformte Bereich der ersten Materiallage einen verformten Bereich der zweiten Verstärkung hintergreift.

Der Bereich, in dem sich die ersten und zweiten Materiallagen kontaktieren, kann gleich groß oder größer der Bereich sein, in dem sich eine der Materiallage und eine der wenigstens einen Verstärkung kontaktieren.

Vorzugsweise ist der Verformungsbereich kleiner als der kleinste der Kontaktbereiche der wenigstens einen Verstärkung ist. Die wenigstens eine Verstärkung kann jeweils wenigstens ein einzelnes Element umfassen, das jeweils einem Verformungsbereich zugeordnet ist.

Die wenigstens eine der wenigstens einen Verstärkung kann wenigstens ein Element umfassen, das wenigstens zwei Verformungsbereichen zugeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Verformung mittels eines Stempels, bei weiteren Ausführungsformen zusammen mit einer Matrize, vorgenommen worden. Es kann beispielsweise Durchsetzfügen oder Clinchen verwendet werden.

Die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung können im Wesentlichen gleich dick/stark sein.

Die ersten und zweiten Materiallagen können unterschiedlich dick/stark sein. Die ersten und zweiten Verstärkung können unterschiedlich dick/stark sein.

Die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung können im Wesentlichen die gleiche Festigkeit haben.

Die ersten und zweiten Materiallagen können unterschiedliche Festigkeiten aufweisen. Die ersten und zweiten Verstärkung können unterschiedliche Festigkeiten aufweisen.

Die ersten und zweiten Materiallagen und die wenigstens eine Verstärkung können wenigstens teilweise plastisch verformbares Material umfassen, vorzugsweise in einem Bereich zumindest in dem wenigstens einen Verformungsbereich.

Die ersten und zweiten Materiallagen und/oder die wenigstens eine Verstärkung können wenigstens ein Metall, eine Metalllegierung, Kunststoff und/oder Holz umfassen. Im Fall von Kunststoff kann die Verformung z.B. thermisch erreicht werden. Für eine Holz umfassenden Verbindung kann z.B. weiches oder weichgemachtes Holz verwendet werden, das nach Herstellung der Verbindung hart wird, sich versteift oder aushärtet. Es können beispielsweise eine oder mehrere noch nicht (vollständig) ausgehärtete Sperrholzlagen verwendet werden, die vor deren Aushärten erfindungsgemäß verbunden werden. Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereit, die ein erstes Bauelement, eine zweites Bauelement, und eine erfindungsgemäße Materialverbindung enthält, wobei die ersten und zweiten Materiallagen der Materialverbindung von dem ersten bzw. dem zweiten Bauelement umfasste Materiallagen sind.

Die ersten und zweiten Bauelemente können z.B. einen Absorberdeckel bzw. einen Absorberboden oder Teile davon bilden.

Die ersten und zweiten Bauelemente können derart geformt sein, dass zwischen den ersten und zweiten Materiallagen wenigstens ein Hohlraum gebildet wird.

Die ersten und zweiten Bauelemente können derart geformt sein, dass zwischen den ersten und zweiten Materiallagen wenigstens zwei Hohlräume gebildet werden, die in Fluidverbin- dung miteinander stehen.

Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden einer ersten Materiallage und einer zweiten Materiallage bereit, bei dem sich eine Durchgangsöffnung durch die ersten und zweiten Materiallagen erstreckt, wobei eine erste Verstärkung, die eine erste Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt, so verformt wird, dass sie sich mit einem inneren Bereiche durch die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt und eine die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift und sich ein äußerer Bereich der ersten Verstärkung weiterhin an dem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt.

Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden einer ersten Materiallage und einer zweiten Materiallage bereit, bei dem sich eine Durchgangsöffnung durch die ersten und zweiten Materiallagen erstreckt, wobei eine erste Verstärkung, die eine erste Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt, und eine zweite Verstärkung, die eine zweite Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage abstützt, so verformt werden, dass sich die erste Verstärkung mit einem inneren Bereich durch die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt und einen verformten Bereich der zweiten Verstärkung hintergreift und sich ein äußerer Bereich der ersten Verstärkung weiterhin den die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt und sich ein äußerer Be- reich der zweiten Verstärkung weiterhin an dem die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage abstützt

Ferner ist eine Materialverbindung vorgesehen mit einer ersten Materiallage, einer zweiten Materiallage, einer Durchgangsöffnung, die sich durch die ersten und zweiten Materiallagen erstreckt, und einer ersten Verstärkung, die eine erste Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt, wobei die erste Verstärkung so verformt ist, dass sich ein innerer Bereich der ersten Verstärkung durch die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt und eine die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage hintergreift und sich ein äußerer Bereich der ersten Verstärkung weiterhin an dem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt.

Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Materialverbindung bereit mit einer ersten Materiallage, einer zweiten Materiallage, einer Durchgangsöffnung, die sich durch die ersten und zweiten Materiallagen erstreckt, einer ersten Verstärkung, die eine erste Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt, und einer zweiten Verstärkung, die eine zweite Seite der Durchgangsöffnung überdeckt und sich an einem die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage abstützt, wobei die erste Verstärkung und die zweite Verstärkung so verformt sind, dass sich die erste Verstärkung mit einem inneren Bereiche durch die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt und einen verformten Bereich der zweiten Verstärkung hintergreift und sich ein äußerer Bereich der ersten Verstärkung weiterhin den die erste Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der ersten Materiallage abstützt und sich ein äußerer Bereich der zweiten Verstärkung weiterhin an dem die zweite Seite der Durchgangsöffnung begrenzenden Bereich der zweiten Materiallage abstützt.

Die obigen Ausführungen hinsichtlich der zuvor genannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelten hier entsprechend.

Die vorliegende Erfindung hat verschiedene Vorteile. Bisher hingen die Eigenschaften einer Verbindung zweier Materiallagen (z.B. Metallbleche oder Bereiche davon) insbesondere bei Durchsetzfügen, Clinchen etc. von den Eigenschaften der Materiallagen z.T. wesentlich ab. So bestimmt die Dicke und/oder Festigkeit der Materiallagen auch die Festigkeit deren Verbindung. Durch die Verwendung wenigstens einer Verstärkung kann diese Abhängigkeit beseitig, zumindest aber wesentlich verringert werden. Die wenigstens eine Verstärkung erlaubt es, die beim Verformen zulässigen Kräfte (weit) über das zu erhöhen, was die Materiallagen alleine zulassen würden. Dadurch können beispielsweise die einander hintergreifenden Bereiche der wenigstens einen Verstärkung und der Materiallagen stärker verformt werden und es kann ein größerer Hinterschnitt erzeugt werden.

Durch Wahl der Materialeigenschaften der wenigstens einen Verstärkung kann - im Wesentlichen ohne die Eigenschaften der Materiallagen berücksichtigen zu müssen - die Verbindung z.B. anwendungsabhängig "maßgeschneidert" werden, z.B. fluiddicht (gas- und/oder flüssigkeitsdicht).

Auch erlaubt es die vorliegende Erfindung, zwischen den zwei Materiallagen und/oder zwischen Materiallage(n) und Verstärkung(en) eine oder mehrere weitere Lagen oder Schichten anzuordnen, wie z.B. Klebstoff, Dichtmittel, Dämmmittel etc. Derartige Lagen oder Schichten beeinträchtigen die Verbindung von Materiallagen und Verstärkung(en) im Allgemeinen nicht. Dies gilt insbesondere wenn sie beim Verformen wenigstens teilweise aus dem oder den Bereichen gedrängt werden, in denen die Materiallagen und Verstärkung(en) einander hintergreifen. Neben diesen Bereichen können die eine oder mehreren weiteren Lagen oder Schichten ihre Wirkung entfalten, z.B. die Materiallagen und/oder die Verstärkung(en) miteinander verkleben eine zusätzliche Abdichtung schaffen, die z.B. die Dichtwirkung der Verbindung unterstützt, oder thermische Übertragung zwischen den Materiallagen und/oder der Verstärkung(en) zumindest verringern.

Die erfindungsgemäße Verbindung kann an beliebigen Stellen oder Bereichen der zu verbindenden Materiallagen vorgesehen sein, z.B. in innen liegenden Bereichen und an den Rändern der Materiallagen. Auch ist es möglich, erfindungsgemäße Verbindungen mit herkömmlichen Verbindungen zu kombinieren; beispielsweise kann an einem oder mehreren Ränder der Materiallagen diese durch Falzen, Bördeln, Vernieten, Verschrauben, Verkleben, Verschweißen mit unterschiedlichen Verfahren und in einem oder mehreren innen liegenden Bereichen erfindungsgemäß verbunden werden.

Die Verstärkung(en) kann weitere Funktionalitäten bereitstellen, wie zum Beispiel eine Abstützung oder Auflagestelle für die verbundene Materiallagen, ein Halter (z.B. für Kabel, Schläuche, Sensoren, elektrische und/oder elektronische Bauteile, Optoelektronik, Befestigungspunkt zum An-/Verschrauben, Nieten, Löten, Schweißen etc.).

Auch sieht es die vorliegende Erfindung vor, die erfindungsgemäße Materialverbindung und/oder Vorrichtung in wenigstens einem der folgenden Bereiche zu verwenden: - Flugzeugbau,

- Behälterbau,

- Fahrzeugbau

- Motorsport

- Schienenfahrzeuge

- Land- und Forstmaschinen

- Schiffsbau

- Containerbau

- Chemische Anlagen

- Lebensmittelindustrie

- Gebäude- und Wohnungsbau

- Brückenbau

- Haustechnik

- Garten

- Lärmschutztechnik

- Reaktortechnik

- Maschinenbau

- Elektrotechnik

- Klimatechnik

- Sanitär

- Nutzwärme

- Solarindustrie

- Medizintechnik

- Elektrogeräte (z.B. Weißware, Schwarzware)

- Möbelherstellung

- Freizeitartikel

- Sportartikel

Im Fall eines erfindungsgemäß aufgebauten Absorbers kann dieser beispielsweise für folgende Anwendung vorgesehen sein:

- Speisung für Dampfturbine zur Stromerzeugung

- Swimmingpoolheizung

- Standheizung für Autos

- Fußbodenheizung

- Grillgeräte

- Kochplatten - Brennen von Spirituosen

- Milch pasteurisieren

- Wasseraufbereitung

- Freiluftduschen/Solarduschen

- Wärmequelle zur Kühlung (Adsorber)

- Wärmequelle für Wärmepumpen

- Wärmedämmung für Dach oder Fassade

- Funktioneller Lärmschutz

- Dampferzeuger

- Stirlingmotor

- Wasserspeicher

- Balkonblende

- funktionelle Dacheindeckung

- Wärmeschutzdach für Fahrzeuge

- Heizkörper

- Funktionelle Zäune

- Dampferzeuger für Sauna

- Heizung/Kühlung Glashaus

- Fernwärme-/Nahwärmequelle Gewinnung

- Dauerenteisung für z.B. Automobil, Werbetafeln, Stege, Gehsteige, Straßen

Kurze Beschreibung der Zeichnungen ¹

In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen von zwei zu verbindenden Materiallagen in Form eines Absorberdeckels (Fig. 1) und eines Absorberbodens (Fig. 2),

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fluidverlaufs in einem den Absorberdeckel (Fig. 1) und den Absorberboden (Fig. 2) umfassenden Absorbers,

Kursive Schrift gibt noch fehlende Zeichnungen an. Fig. 4, 5 und 6 schematische Darstellungen einer Ausfuhrungsform mit zwei Materiallagen und einer Verstärkung vor Verformung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verformungsbereichs der Ausführungsform von Fig. 4, 5 und 6 nach Verformung,

Fig. 8, 9 und 10 schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform mit zwei Materiallagen und einer Verstärkung vor Verformung,

Fig. 1 1 eine schematische Darstellung eines Verformungsbereichs der Ausführungsform von Fig. 8, 9 und 10 nach Verformung,

Fig. 12, 13, 14 und 15 schematische Darstellungen einer Ausführungsform mit zwei Materiallagen und zwei Verstärkungen vor Verformung,

Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Verformungsbereichs der Aus- führungsform von Fig. 12, 13, 14 und 15 nach Verformung,

Fig. 17 eine Darstellung einer praktischen Umsetzung der Erfindung, und

Fig. 18 und 19 schematische Darstellungen einer Ausführungsform mit zwei Materiallagen mit Durchgangsöffnung und einer Verstärkung,

Fig. 20 und 21 schematische Darstellungen einer Variante der Ausführungsform von Fig. 18 und 19, und

Fig. 22 und 23 schematische Darstellung einer Ausführungsform mit zwei Materiallagen mit Durchgangsöffnung und zwei Verstärkungen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen, zwei Materiallagen zur Verbinden, am Beispiel eines Absorbers (z.B. Fig. 3) erläutert. Bei diesem Beispiel umfassen der Absorberdeckel (Fig. 1) und der Absorberboden (Fig. 2) zu verbindenden Materiallagen, nämlich die Bereiche, in denen die Verbindungen vorgesehen sind. Allerdings ist es auch möglich, den Absorberdeckel und den Absorberboden jeweils insgesamt als Materiallage zu betrachten, die es zu verbinden gilt.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Absorberdeckel 2 mit daran ausgebildeten Fluidkanalbegren- zungsbereichen 4, die im zusammengebauten Zustand jeweils einen sich durch den Absorber erstreckenden Fluidkanal begrenzen, und Kontaktbereichen 6, die beim Zusammenfugen mit dem Absorberboden dessen entsprechende Kontaktbereiche wenigstens teilweise kontaktieren.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Absorberboden 8 mit daran ausgebildeten Fluidkanalbegren- zungsbereichen 10, die im zusammengebauten Zustand jeweils einen sich durch den Absorber erstreckenden Fluidkanal begrenzen, und Kontaktbereichen 12, die beim Zusammenfugen mit dem Absorberboden dessen entsprechende Kontaktbereiche wenigstens teilweise kontaktieren.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Fluidführung im Absorber, d.h. wenn der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 miteinander verbunden sind. Der Absorber weist einen Ein- lass 14 und Auslass 16 auf. Ausgehend von dem Einlass 14 erstreckt ein Verteilungskanal 18, mittels dem über den Einlass 14 zugeführtes Fluid - wie durch den Pfeil 20 angegeben - zu Fluidkanälen 22 verteilt wird. Die Fluidkanäle 22 werden durch die Fluidkanalbegrenzungs- bereiche 4 und 10 begrenzt. Das Fluid kann wie durch die Pfeile 24 entlang der Fluidkanäle 22 strömen oder fließen, und zwar bis zu einem weiteren, ausgangsseiti'gen Verteilungskanal 26. Das Fluid gelangt dann wie durch Pfeil 28 angegeben zu dem Auslass 16.

Der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 sind durch erfindungsgemäße Verbindungen 30 miteinander verbunden, die weiter unten detaillierter beschrieben sind. In den darstellungsgemäße linken und rechten Endbereichen des Absorbers (in der Nähe der Verteilungskanäle 18 und 26) sind Verbindungen 30 vorgesehen, die geringer voneinander beabstandet sind, als Verbindungen in dazwischen liegenden Bereichen des Absorbers. Dies kann bevorzugt sein, weil z.B. höhere örtliche Festigkeit erreicht wird. Die Beabstandung von Verbindungen kann auch für alle Verbindungen gleich sein, oder sich z.B. von Außenbereichen hin zur Mitte vergrößern oder verkleinern.

Fig. 4, 5, 6 und 7 veranschaulichen eine Ausführungsform, bei der bei Verbindung zweier Materiallagen (im Folgenden am Beispiel des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8) eine Verstärkung vorgesehen ist. Fig. 4 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Absorbers von Fig. 3 im Bereich des Einlasses 14 oder Auslasses 16, die jeweils einen Anschluss 36 umfassen. Im Bereich des Anschlusses 36 ist der Fluidkanalbegrenzungsbereich 10 des Absorberbodens 8 so ausgebildet, dass dort zusammen mit dem Fluidkanalbegrenzungsbereich 4 des Absorberdeckels 2 ein vergrößerter Fluidkanalbereich 38 bereitgestellt wird. Der vergrößerte Fluidkanalbereich 38 sorgt für Bauraum zur Anordnung des Anschlusses 36 und z.B. Dichtmitteln. Ferner kann durch den vergrößerten Fluidkanalbereich 38 eine bessere Verteilung von Fluid von bzw. zu dem Anschluss 36 erreicht werden.

Bei der gezeigten Variante sind der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 an den Rändern, wie in Fig. 4 veranschaulicht, durch erfindungsgemäße Verbindungen 30 verbunden. Es ist allerdings auch möglich, die Ränder des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8 mittels Schweißen oder mittels Umformtechnik (z.B. Bördeln) erzeugter Verbindungen zu verbinden. Zwischen den Fluidkanälen 22 ist jeweils eine darstellungsgemäß unterhalb des Absorberbodens 8 angeordnete Verstärkung 42 vorgesehen, die den zwischen den Fluidkanälen 22 liegenden Kontaktbereichen 6 ist zugeordnet sind. Die Verstärkungen 42 sind hier jeweils mehreren Verformungsbereichen bzw. Verbindungen zugeordnet. Bei einer nicht gezeigten Variante können anstelle einzelner, mehrerer oder aller Verstärkungen 42 Verstärkungen verwendet werden, die jeweils nur einem Verformungsbereich bzw. Verbindung 30 zugeordnet sind (siehe auch Fig. 13).

Fig. 4 zeigt auch einige der Verbindungen 30 und Fluidkanäle 22, durch die Fluid geführt werden kann, um beispielsweise Wärme aufzunehmen oder abzugeben. Der mit dem Bezugszeichen 32 angegebene Bereich ist im Querschnitt in Fig. 7 gezeigt.

Fig. 5 und 6 zeigen Teilquerschnittsansichten des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8 sowie von jeweils einem Fluidkanalbegrenzungsbereich 4 bzw. 10 und (ansatzweise) jeweils zwei Kontaktbereiche 6 bzw. 12. Fig. 5 veranschaulicht einen Zustand, bevor der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 zusammengefügt und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren werden, und Fig. 6 zeigt den Zustand, in dem der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 zusammengefügt sind und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren.

Ferner ist eine der Verstärkungen 42 gezeigt, die darstellungsgemäß dicker als der Absorberdeckel 2 bzw. der Absorberboden 8 ist. Die Materialstärke der Verstärkung 42 ist ein Parameter, mit dem die Eigenschaften der Verbindung 30 beeinflusst werden können. Ein weiterer derartiger Parameter, der in Verbindung mit der Materialstärke der Verstärkung 42 oder un- abhängig davon gewählt werden kann, ist die Festigkeit des Materials der Verstärkung 42. So ist beispielsweise möglich, eine dünne(re), aber festere Verstärkung 42 zu verwenden. Dies gilt auch für alle weiteren im Folgenden beschriebenen Verbindungsvarianten.

Die Verstärkung 42 ist darstellungsgemäß unterhalb des Absorberbodens 8, genauer dessen Fluidkanalbegrenzungsbereichs 10, angeordnet.

Durch Verformung dieser Anordnung (genauer der Verstärkung 42 und der Fluidkanal- begrenzungsbereiche 4 und 10) in einem Verformungsbereich 44 ergibt sich eine Verbindung 30, die in Fig. 7 veranschaulicht ist. Bei der Verbindung 30 hintergreift ein verformter Bereich 46 des Absorberbodens 8 einen verformten Bereich 48 der Verstärkung 42 und hintergreift ein verformter Bereich 50 des Absorberdeckels 2 den genannten, die Verstärkung 42 hintergreifenden Bereich 46 des Absorberbodens 8.

Fig. 8, 9, 10 und 11 veranschaulichen eine Ausführungsform, bei der bei Verbindung zweier Materiallagen (im Folgenden am Beispiel des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8) ebenfalls eine Verstärkung vorgesehen ist, hier allerdings in einer sich von Fig. 4, 5, 6 und 7 teilweise unterscheidenden Anordnung. Die Unterschiede ergeben sich im Wesentlichen daraus, dass bei der Ausführungsform von Fig. 8, 9, 10 und 11 zwischen den Fluidkanälen 22 bzw. den dazwischen liegenden Kontaktbereichen zugeordnet jeweils eine darstellungsgemäß oberhalb des Absorberdeckels 2 angeordnete Verstärkung 52 vorgesehen ist. Die Verstärkung 52 ist jeweils mehreren Verbindungen 30 zugeordnet, von denen eine, wie durch das Bezugszeichen 34 angegeben, im Querschnitt in Fig. 11 veranschaulicht ist. Ansonsten gelten die obigen Ausführungen zu Fig. 4, 5, 6 und 7 auch für Fig. 8, 9, 10 und 11.

Fig. 8 und 9 zeigen Teilquerschnittsansichten des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8 sowie von jeweils einem Fluidkanalbegrenzungsbereich 4 bzw. 10 und (ansatzweise) jeweils zwei Kontaktbereiche 6 bzw. 12. Fig. 8 veranschaulicht einen Zustand, bevor der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 zusammengefügt und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren werden, und Fig. 9 zeigt den Zustand, in dem der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 2 zusammengefügt sind und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren.

Ferner ist eine der Verstärkungen 52 gezeigt, die darstellungsgemäß oberhalb des Absorberdeckels 2, genauer dessen Fluidkanalbegrenzungsbereichs 4, angeordnet ist. Durch Verformung dieser Anordnung (genauer der Verstärkung 52 und der Fluidkanal- begrenzungsbereiche 4 und 10) in einem Verformungsbereich 44 ergibt sich eine Verbindung 30, die in Fig. 10 veranschaulicht ist. Bei dieser Verbindung 30 hintergreift ein verformter Bereich 50 des Absorberdeckels 2 einen verformten Bereich 46 des Absorberbodens 8 und hintergreift ein verformter Bereich 54 der Verstärkung 52 den genannten, den Absorberbodens 8 hintergreifenden Bereich 50 des Absorberdeckels 2.

Fig. 12, 13, 14, 15 und 16 veranschaulichen eine Ausführungsform, bei der bei Verbindung zweier Materiallagen (im Folgenden am Beispiel des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8) zwei Verstärkungen 42 und 52 vorgesehen sind.

Derartige Ausführungsformen können als Kombination der Ausführungsformen von Fig. 4/5/6/7 und Fig. 8/9/10/1 1 betrachtet werden. Daher wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen, die hier entsprechend gelten sofern nicht anderes angegeben ist.

Fig. 14 und 15 zeigen Teilquerschnittsansichten des Absorberdeckels 2 und des Absorberbodens 8 sowie von jeweils einem Fluidkanalbegrenzungsbereich 4 bzw. 10 und (ansatzweise) jeweils zwei Kontaktbereiche 6 bzw. 12. Fig. 14 veranschaulicht einen Zustand, bevor der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 8 zusammengefügt und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren werden, und Fig. 15 zeigt den Zustand, in dem der Absorberdeckel 2 und der Absorberboden 2 zusammengefügt sind und sich deren Kontaktbereiche 6 bzw. 12 wenigstens teilweise kontaktieren.

Ferner sind eine der Verstärkungen 42 und der Verstärkungen 52 gezeigt, die bei dieser Variante so angeordnet sind, dass darstellungsgemäß die Verstärkung 42 unterhalb des Absorberbodens 8 (genauer dessen Fluidkanalbegrenzungsbereichs 10)und die Verstärkung 52 oberhalb des Absorberdeckels 2 (genauer dessen Fluidkanalbegrenzungsbereichs 4) angeordnet ist.

Bei Verformung dieser Anordnung (genauer der Verstärkungen 42 und 52) im Verformungsbereich 44 ergibt sich eine Verstärkung 30, die in Fig. 16 veranschaulicht ist. Bei dieser Verstärkung 30 hintergreift ein verformter Bereich 46 des Absorberbodens 8 einen verformten Bereich 48 der Verstärkung 42, hintergreift ein verformter Bereich 50 des Absorberdeckels 2 den genannten, die Verstärkung 42 hintergreifende Bereich 46 des Absorberbodens 8 und hintergreift ein verformter Bereich 54 der Verstärkung 52 den genannten, den Absorberbodens 8 hintergreifenden Bereich 50 des Absorberdeckels 2. Fig. 17 zeigt eine Darstellung einer praktischen Umsetzung der Erfindung, mit einer ersten Materiallage 56, einer zweiten Materiallage 58, einer ersten Verstärkung 60 und einer zweiten Verstärkung 62 nach deren Verformung hier beispielhaft durch Durchsetzfügen. Wie zu sehen, hintergreift ein verformter Bereich 64 der ersten Materiallage 56 einen verformten Bereich 66 der ersten Verstärkung 60, hintergreift ein verformter Bereich 68 der zweiten Materiallage 58 den genannten, die erste Verstärkung 60 hintergreifenden Bereich 64 der ersten Materiallage 56 und hintergreift ein verformter Bereich 70 der zweiten der ersten Materiallage 56 Verstärkung 62 den genannten, die erste Materiallage 56 hintergreifenden Bereich 68 der zweiten Materiallage 58.

Gemäß einer weiteren, in Fig. 18 und 19 veranschaulichten Ausführungsform werden zwei Materiallagen wie folgt verbunden. Eine erste Materiallage 72 und eine zweite Materiallage 74 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung 76 bzw. 78 auf. Die Materiallagen 72 und 74 werden so angeordnet, dass sich die Durchgangsöffnungen 76 und 78 im Wesentlichen überlappen, so dass sich eine gemeinsame Durchgangsöffnung 80 durch beide Materiallagen hindurch ergibt. Die Durchgangsöffnung 80 abdeckend und sich (darstellungsgemäß rechts und links) an dem die Durchgangsöffnung 80 bzw. die Durchgangsöffnung 76 begrenzenden Bereich 82 der ersten Materiallage 72 abstützend ist eine erste Verstärkung 82 angeordnet. Die Verstärkung 84 wird so verformt, dass sie sich mit einem mittleren Bereich 86 durch die Durchgangsöffnungen 80 hindurch erstreckt, und zwar so, dass ein Bereich 88 einen Bereich 90 der zweiten Materiallage 74 eingreift. Ein äußerer Bereich 92 der ersten Verstärkung 84 stützt sich weiterhin am Bereich 82 ab. Mit anderen Worten, die ersten Materiallagen 72 und 74 verbunden, indem deren Bereiche 82 und 90 zwischen den Bereichen 86 und 92 kraft- und/oder formschlüssig gehalten sind.

Gemäß der Ausführungsform von Fig. 20 und 21 weist die erste Verstärkung 84 einen Bund oder Absatz 94 auf, der in die Durchgangsöffnung 80 hineinragt. Der Bund 94 kann sich, wie gezeigt, nur teilweise in die Durchgangsöffnung 80 hineinstrecken oder vollständig durch diese hindurch. Der Bund 94 kann sich, wie gezeigt, die erste Materiallage 72 kontaktieren (ggf. auch die zweite Materiallage 74) oder von dieser bzw. diesen beabstandet sein. Insbesondere ist der Bund 94 so ausgestaltet oder stellt eine Verstärkung derart dar, dass bei Verformung der ersten Verstärkung 84 der Bund 94 im Wesentlichen nicht verformt wird. Dadurch können Beschädigungen der Materiallagen 72 und 74 aufgrund der Verformung der ersten Verstärkung 84 verhindert werden. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu Fig. 18 und 19 auch für Fig. 20 und 21. Bei der Ausführungsform von Fig. 22 und 23 ist neben der ersten Verstärkung 84 eine zweite Verstärkung 96 vorgesehen. Die zweite Verstärkung 96 überdeckt die andere Seite der Durchgangsöffnung 80 und stützt sich am Bereich 90 ab. Die Verstär- kungen 84 und 96 werden so verformt, dass sich der innere Bereich 84 der ersten Verstärkung 84 durch die Durchgangsöffnung 80 hindurch erstreckt und ein Bereich 98 der ersten Verstärkung 84 einen verformten Bereich 100 der zweiten Verstärkung 96 hintergreift. Die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der ersten und zweiten Verstärkungen 84 und 96 zusammen mit dem sich am Bereich 82 der ersten Materiallage 72 abstützenden Bereich 92 der ersten Materiallage 84 und einem sich am Bereich 90 der zweiten Materiallage 74 abstützenden äußeren Bereich 102 sorgt für eine Verbindung der ersten und zweiten Materiallagen.

Bei weiteren nicht gezeigten Ausführungsformen können die erste Verstärkung 84 mit dem Absatz 94 von Fig. 20 und 21 und die zweite Verstärkung 96 von Fig. 22 und 23 verwendet werden. Ferner ist es möglich, dass auch die zweite Verstärkung 96 einen Absatz/Bund aufweist.

Bezugszeichenliste