具有特殊连接元件的型材组合件的制作方法

本发明涉及一种型材组合件，其带有第一型材和沿长边与所述第一型材相连的第二型材，这两个型材分别具有沿长边成型的钩形条，其中，第一型材的钩形条的钩形凸起指向一个方向，而第二型材的钩形条的钩形凸起指向相反的方向，并且钩形条卡爪状地相互啮合，其中，第一型材具有沿其纵长延伸部的固定通道，并且第二型材的钩形条具有成型在该钩形条上的夹紧条，所述钩形条利用其钩形凸起及其夹紧条通过冷连接固定在另一型材的固定通道中，其中，为建立冷连接，两个钩形条的其中一个钩形条包括由冷连接过程成型的调节条，所述调节条在制成的型材组合件中利用其自由端面预紧地支撑。

这种型材组合件例如由文献de202005008016u1已知。在所述已知的型材组合件中，两个型材在纵边上沿型材的纵向延伸方向在型材组合件的平面中相互形状配合地相连。为此目的，在该型材的一个翼板上沿纵向侧分别成型一个钩形条。两个应相互啮合的钩形条的通过钩形凸起所实现的钩形构造分别指向相反的方向，使得两个钩状条可利用其钩形凸起形成咬合，并以该方式和方法相互啮合成制造好的型材组合件。通过该方式将两个型材在垂直于其纵向延伸部的型材平面中形状配合地相连。第一型材的钩形条的钩形凸起通过固定通道提供，第二型材的钩形条的钩形凸起通过冷连接过程嵌接到由固定通道提供的侧凹中并且转入所述固定通道中。

在这种已知的型材组合件中，在第二型材的钩形条上成型有调节条。调节条相对于钩形突起成型在钩形条的背面。在制成型材组合件之前，调节条处于该位置中，由此通过垂直于型材高度的力加载将型材连同钩形凸起一起压入第一型材的固定通道的侧凹中。在制成的型材组合件中，该调节条本身支承在固定通道的与钩形凸起对置的侧壁上，以便调节条在位置中沿其纵向延伸固定。由此在现有技术中调节条同时也是型材组合件的夹紧条。

在这种已知的型材组合件中钩形条的钩形凸起嵌入第一型材的固定通道的侧凹中，在所述钩形条上成型有调节条。钩形凸起在固定通道内并不支承在固定通道上。用于将调节条支承在固定通道的侧壁上的底座位于第一型材的钩形凸起的外侧上。在调节条的外侧面与固定通道的底部之间保留有间隙。如果应实现在型材组合件中的水密性或减震效果，该间隙可以用于引入填充物。

即使这种型材组合件多年来经受住了考验，也期望将其改进为使得所述型材组合件不仅应在无需在型材组合件中引入额外密封物料的情况下水密且气密，而且所述型材组合件还具有更好的横向强度特性。

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供这种型材组合件。

根据本发明，所述技术问题通过上述类型的型材组合件解决，其中，固定在固定通道中的钩形条在该固定通道内部在两个沿型材组合件的高度方向相互对置的位置处通过冷连接预紧地抵靠在与之邻接的、第一型材的部段上。

在所述型材组合件中，被压入第一型材的固定通道中的钩形条部段利用钩形凸起和夹紧条支撑在第一型材的两个相互面对的壁件上。在固定通道内部预紧的两点支撑允许在两个相互啮合的型材件之间施加特别高的预应力。即使在本实施方式的范畴内提及：利用两点支撑方式支撑另一型材的钩形条的引入固定通道中的部分，也应理解为：即使在型材纵向延伸部的横向方向上以较小宽度局部观察，也在第一型材的相互面对的壁件上进行面状支撑。利用该高预应力能够实现金属密封的构造，从而能够气密和/或水密地设计所述型材组合件，而无需额外的密封物料或密封材料。在所述型材组合件中有利的是，提供固定通道的固定型材的钩形凸起嵌入由具有钩形条的第二型材所提供的钩形容纳部中，然而并不支撑在该钩形容纳部中，至少不在受到明显预紧的情况下支撑在该钩形容纳部中。因此提供了沿型材组合件的型材纵向延伸部的横向方向作用的区域，在所述区域中，沿该方向作用在型材组合件上的拉力或压力载荷能够被弹性吸收，只要不超过确定的大小即可。在拉力载荷下，该区域可以通过一定程度的拉伸作出反应，而不会损害型材组合件并且也不会招致开裂的风险。因此，在该型材组合件中沿其横向方向观察，第二型材的钩件连同其背侧成型的夹紧条刚性固定，而第一型材的钩形条的钩形凸起在第二型材的钩形容纳部中的嵌接允许一定程度的拉伸活动性、尤其是在弹性范围内的拉伸活动性。因此，在该型材组合件中，钩形条的卡爪状相互嵌接被用于构造这种能够改进横向强度特性的补偿区域。上述类型的载荷例如可以出现在型材组合件的动态负载中。

按照根据本发明的型材组合件的第一实施方式规定，调节条相对于钩形突起成型在第二型材的钩形条的背侧上，并且在制成的型材组合件中构成夹紧条并且嵌入固定通道中的钩形条预紧地所抵靠的、固定通道的侧壁之间的距离小于调节条的自由端面在变形前经由钩形条的外侧直至在型材组合件中与调节条的自由端面相互对置的在钩形凸起中的位置的距离。

在本发明的该设计方式中能够提供高支撑力或预应力，而不必将具有固定通道的第一型材的钩形条较之上述类型的具有钩形条的传统型材的材料厚度设计得更稳定。在该型材组合件中巧妙地利用了该事实：用于将调节条支撑在固定通道的一个壁件上的支座利用特别小的杠杆作用在提供固定通道的第一型材的钩形条上，并且具体而言通常作用在该钩形条成型在该型材的翼板上的根部区域中。通过冷连接过程利用在背侧成型在钩形凸起的钩形条上的调节条将钩形凸起按压进固定通道中，使得横向于型材组合件的高度施加的接合力转化为型材组合件的高度方向上的预应或固持力。通过两点支撑阻止的紧随接合过程之后的松弛操作保持预紧不变，利用所述预紧使第二型材的钩形条的基于固定通道的侧壁相互对置的两个支撑面预紧地抵靠作用在固定通道的侧壁。在此，引入固定通道中的钩形条的钩形凸起咬合第一型材的钩形条的钩形凸起，从而使两个钩形条利用其钩形凸起卡爪状地相互嵌接。通过将引入固定通道中的钩形条固定在其钩形凸起上及其调节条上，其中，两个支撑面预紧地支承在固定通道的各个侧壁上，同时固定调节条。在此设计下，固定的调节条同时也是夹紧条。

在一种改进设计中规定，第二型材的调节条的外侧在通过冷连接过程引入第一型材的固定通道中时抵靠作用在该固定通道的底部。因此，由冷连接工具在调节条的背侧上施加的压力经由固定通道的底部引入第二型材的包围固定通道的材料中，这又使得该型材的钩形条趋向于被压入具有该调节条的钩形条的钩形容纳部中。该力矩反作用于通过利用钩形条的钩形凸起和钩形条的调节条或夹紧条将钩形条按压进固定通道中所产生的在固定通道的宽度方面的扩张力矩。在该设计方式中，作用在第二型材的钩形凸起的支撑面和调节条上的预紧可以设计得更大，而无需担心第一型材的钩形条的弯曲。通过额外地向固定通道的底部中导入力，彼此嵌接的钩形凸起相互抵靠地预紧，从而通过该方式提供特别可承受载荷的无缝隙的型材组合件。由此可以有效地消除可能发生在传统型材组合件中的噪声。

待引入固定通道的底切中的钩形凸起优选具有通过带有顶点的外凸弯曲部构成的支撑面。通过该措施，在支撑面的与固定通道侧壁的较小接触面的宽度上实现了力集中。构成支座的侧壁要么平直地设计，要么相比预紧地支撑或应支撑在该侧壁上的钩形凸起的弯曲部以更大的半径同向地弯曲。

根据该实施例，固定通道的支撑调节条的侧壁朝固定通道的底部方向倾斜。这易于使调节条压入固定通道中。此外，所述倾斜设计成，使得为将调节条压入固定通道中所需的力随着深度的增加而增大。

根据本发明的另一实施方式规定，第一型材上的调节条与固定通道的与第一型材的钩形条相对置的壁相邻地成型，并且具有朝固定通道方向指向的、沿着其纵向延伸部的预紧隆起，并且在固定通道的底部上该固定通道与预紧隆起对置的区段具有夹紧凸起；并且第二型材的钩形条相对于第二型材的钩形突起在背侧具有夹紧条，在制成的型材组合件中，所述调节条的预紧隆起和所述固定通道的底部的夹紧凸起预紧地作用在所述夹紧条上，而在制成的型材组合件中，所述调节条的自由端面预紧地支撑在第二型材的钩形条的外侧上。

在该设计方式中，在第一型材的固定通道内部预紧的两点支撑是通过利用调节条沿型材组合件的高度方向作用的预应力提供的，其中，在该设计方式中，第一型材的钩形条除了其钩形凸起之外还具有在背侧成型于钩形条上的夹紧条。所述夹紧条在预紧下夹紧在调节条的固定通道侧的侧面与固定通道的底部之间。所需的预紧通过在调节条的侧面上设置预紧隆起以及在固定通道底部的与预紧隆起对置的侧面上设置夹紧凸起实现。通过预紧隆起和夹紧凸起的几何形状构成两点支撑并且将两点支撑定义在固定通道内部。在该设计方式中，调节条以其自由端面在型材组合件中支撑在第二型材的钩形条的外侧上，具体而言同样预紧地支撑。用于施加预紧的支座通过具有第一通道的第一型材的钩形凸起提供，所述钩形凸起相对于第二型材的钩形条与所述调节条的自由端面相互对置。通过该方式在型材组合件的该设计方式中在固定通道之外的第二位置处提供预紧的支撑装置，所述支撑装置满足对金属密封的要求。而且在该设计方式中，相互卡爪状地形成咬合的钩形条仅基于第二型材的钩形条的嵌入固定通道中的区段刚性地相互连接，从而沿型材的纵长延伸部的横向方向形成关于第一实施方式已述的长度补偿区域。

为了将由冷接合带来的力尽可能多地转化为所期望的预应力，在所述两种实施方式中可以规定，具有调节条的钩形条在其与型材连接的区域中具有收窄部。在该实施例中，所述收窄部被制造为从外侧开设在调节条的连接区域中的槽。通过收窄部的位置定义了调节条的旋转点。同时在调节条的变形作业中引入较小的力。

借助拉制芯棒或辊子使调节条变形的冷接合过程可以实施为，与所述调节条的自由端面相邻地将另一型材的材料成型为卡锁隆起，所述卡锁隆起支撑在调节条的背侧上。通过该方式提供调节条的额外的形状配合的卡锁。

这种型材组合件的型材通常是挤出型材，其由轻质金属合金、例如铝合金制成。该类型的型材组合件可以由多个单独的、通过不同方式方法相互连接的型材提供。型材组合件允许构造带有仅具备一个翼板的型材，也允许构造带有设计为中空腔型材的具有上翼板和下翼板的型材。在后者情况下，上述类型的钩形条不仅成型在上翼板中也成型在下翼板中。当然两个上述型材相结合也是可行的。

鉴于气密和水密的型材组合件，由该类型的型材可以制成具有该类要求的构件，例如电池壳体，其例如被应用于电动车中来容纳所需的电池模块。

以下参照附图根据实施例对本发明进行阐述。在附图中：

图1：示出根据本发明的第一设计方式的用于构造型材组合件的第一型材和第二型材，

图2：示出由图1的型材制成的型材组合件，

图3：示出在构成型材组合件之前，在图2以虚线表示的局部中两个型材应相互啮合的连接元件的放大图，

图4：示出在建立冷连接之前，图2所示局部中的相互啮合的型材，

图5：以放大图示出图2所示局部中的型材组合件，

图6：示出穿过型材组合件的剖视图，该型材组合件与图5相对应，然而是样本的照片，该样本的型材是铝制挤出型材，

图7：以局部视图示出应制成的型材组合件的另外两个型材，其中，所述两个型材已经利用其连接元件相互啮合，并且

图8：示出由图7的型材的装置形成的在建立冷连接之后的型材组合件。

图1示出第一型材1和第二型材2。两个型材1、2在所示实施例中是相同的。型材1、2是由铝合金制成的挤出的中空腔型材。型材1、2分别具有下翼板3和上翼板4。在所述翼板3、4的长边的端部上分别具有相互面对的互补的连接元件。由于在该实施例中涉及具有下翼板3和上翼板4的型材1、2，因此在每个长边上各具有两个连接元件，为了制成型材组合件，所述连接元件分别与另一型材的互补的连接元件咬合，并且借助冷接合过程持久地相互连接。第一型材1在其指向第二型材2的、下翼板3的长边边界上具有钩形条5。在将下翼板3与上翼板4相连的连接条6中，从外侧开设出固定通道7。作为互补的连接件，第二型材2在其指向第一型材1的长边的端部上同样也具有钩形条8，然而所述钩形条的钩形凸起指向与钩形条5的钩形凸起相反的方向。钩形条5、8的这种设计的目的在于，在型材组合件中所述钩形条卡爪状地相互啮合(见图2)。在钩形条8的背侧上成型有调节条9。所述连接元件的配合作用在以下进行描述。

相同的连接元件以相逆的布置方式布置在两个型材1、2的上翼板4上，所述连接元件在两个型材1、2的横向方向上相互错移地布置。

图2示出连接成型材组合件10的两个型材1、2。在图1和2中示例性地示出利用两个型材1、2形成的型材组合件10。显然，多个该类型的型材能够以相同的方式方法相互连接成型材组合件。在所述实施例中，示出作为型材1、2的中空腔型材。如由以下实施方式所得到的，以下所示的连接技术也可以应用于仅具有一个翼板的型材的连接。

在图3中以放大图示出下翼板3处两个型材1、2的尚未咬合的连接元件的构造。第一型材1的固定通道7被第一侧壁11和第二侧壁12包围，所述两个侧壁11、12通过底部13相连。固定通道7的侧壁12通过钩形条5的钩形凸起14在相对于该型材1的纵向延伸部的横向方向上形成底切。侧壁11朝固定通道7的底部13的方向倾斜，并且为形成型材组合件被用作调节面。

在第二型材2的钩形条8上朝下翼板3的外侧方向成型有钩形凸起15。相对于钩形突起15，在钩形条8的背侧成型有调节条9。在连接条9与钩形条8连接的区域中，在指向第一型材1方向的外侧中开设沿着钩形条8的纵长延伸部的槽16。通过槽16在调节条9与钩形条8的连接区域中构成收窄部。通过钩形凸起15朝下翼板3方向提供了钩形容纳部17，为形成型材组合件10，第一型材的钩形凸起14嵌入所述钩形容纳部中。

为形成型材组合件10，在第一步骤中将钩形条5、8利用其钩形凸起14、15相互啮合。在此，第二型材2的钩形凸起15插入固定通道7的底切部中，并且钩形凸起14插入钩形条8的钩形容纳部17中。该位置在图4中示出。在此预接合位置中，调节条9以其自由端面18背离于第一型材1的固定通道7地布置。

通过与图4中关于成型在下翼板3上的连接元件所述相同的方式，两个型材1、2的上翼板4的连接元件同样相互啮合。在此位置中，调节条9以其自由端面18相互指向。为形成型材组合件实施冷接合步骤，以便两个型材1、2随后通过冷连接持久地相互连接。为此目的，变形工具沿两个型材1、2的纵长延伸部的方向被牵引穿过由两个型材1、2的插在一起所闭合的腔室19。通过该冷变形步骤，使每个调节条9都压入相应另一个型材的固定通道7中。该压入由固定通道7的倾斜设计的侧壁11支持。

图5示出利用作为变形工具的拉制芯棒或两个相互对置的辊子所制成的型材组合件10。调节条9通过变形被完全压入固定通道7中。由此在该实施例中，调节条9同时还构成夹紧条，因为其在型材组合件10中预紧地固定在第一型材1的固定通道7中。调节条9的自由端面18在型材组合件10中(见图5)支撑在侧壁11上。通过该变形过程，钩形凸起15的与未变形的自由端面18相对置的头部区段压靠在固定通道7的与侧壁11相对置的侧壁12上。由于所述自由端面18与钩形凸起15的头部贴靠在侧壁12上所处位置之间的距离在调节条9未变形的状态下大于变形之后的该距离，钩形条8以其调节条9的自由端面18和钩形凸起15的头部通过两点支撑预紧地固定在固定通道7中，其中，两个支撑面(即一个为调节条9的自由端面18，另一个为钩形凸起15的外侧)参照预紧的作用方向沿型材组合件10的高度方向相互对置。通过调节条9的变形，所引入的力转换为横向于所施加的力的方向延伸的方向。通过固定通道的侧壁11、12有效阻止了松弛，从而持久地保持预紧。通过槽16定义了调节条9的旋转点。其目的在于，所施加的力通过调节条9的自由端面18和钩形凸起15的相对置的外侧导入第一型材1。通过变形过程使得钩形条14、15的相互面对的卡爪面相向导引，直至其相互接触，从而使型材组合件10在横向延伸部上是无缝隙的。

在所示实施例中，在调节条9的自由端面18以及在钩形凸起15的相互对置的外侧上连同固定通道7的侧壁11和12都分别构造有金属密封件。所述连接是气密的。

在该实施例中，为了额外地固定调节条9，借助插入的变形工具实施变形过程，从而由第一型材1的金属成型为卡锁隆起20，所述卡锁隆起与调节条9的未变形的自由端面相邻地咬合该调节条9的背侧。由此实现了压入固定通道7中的调节条9的额外的、形状配合的固定。

在图5中示意性示出变形工具21的轮廓，所述变形工具具有其型面的错移部，以便构造卡锁隆起20。

在所示实施例中，钩形凸起15的与侧壁12形成接触的外侧设计为外凸的。这具有的优点在于，实现预紧力在拱曲部的区段上的力集中，在所示实施例中该区段贴靠在设计具有更大曲率半径的侧壁12上。通过该方式进一步改进所期望的金属密封件的预紧力和构造。

所述型材组合件10的特点在于，在钩形凸起14的外侧与钩形容纳部17之间不形成力配合的连接。相反，在该位置保留小的间隙。由此，在横向载荷的情况下，弯曲的间隙和由钩形容纳部17的弯曲部提供的、钩形条8的弯曲部用作长度补偿区域，在所述长度补偿区域中能够以弹性的方式吸收沿型材组合件10的纵长延伸部的横向方向作用的拉力，尤其以弹性的方式吸收拉力至少到一定程度。如果应以弹性方式吸收推力，则构造具有一定间隙宽度的前述间隙。应注意的是，进行这种长度补偿并不因此损害两个型材1、2之间的冷连接。

在上述附图中示意性示出制成的型材组合件10，相较而言，图6则示出两个型材的剖面照片，所述型材的几何形状与上述型材1、2的几何形状相对应。预紧地沿型材组合件10的高度方向作用的、相互对置的支撑点在图中以粗箭头22、22.1示出。

在此样本中同样适用于图1至5所述实施例的是，调节条9以其外侧压靠在固定通道7的底部13上。这能够减小阻止固定通道7的扩张运动的力矩。因此该型材组合件10可以构造具有特别高的预紧力。相关的支撑点在图6中以附图标记23、23.1示出，其中，卡爪状相互啮合的钩形凸起14、15用作用于向固定通道7的底部13引入力的支座。此外还清楚示出，在与由粗箭头22.1所示支撑面相邻布置的钩形凸起14的外侧和互补的、第二型材的钩形容纳部之间存在间隙。通过调节条的自由端面在固定通道中的固定，还使得作用在固定通道7的底部上的预紧保持不变。

图7和图8示出其他型材组合件24，其同样由两个经冷连接相互牢固相连的型材25、26组成。在该实施例中，型材25是第一型材，而型材26是第二型材。这两个型材25、26仅具有一个翼板。所述型材1、2在其形成相互啮合的连接元件的设计方面与前述实施例不同。第一型材25具有沿其纵长延伸部的固定通道27。不同于上述附图的第一型材1的设计，该固定通道的侧面28、29并非参照第一型材25的高度相互对置地布置，而是沿型材纵长延伸部的横向方向相互对置地布置。调节条30从侧壁28突伸地成型。通过槽31从外侧开设的收窄部定义了图7所示变形过程之前的调节条30的枢转轴线。该调节条30在其指向固定通道27的一侧上具有预紧隆起32。固定通道27的底部33在其与调节条30的预紧隆起32相对置的区段中具有夹紧凸起34。通过预紧隆起32和夹紧凸起34定义了应构造有金属密封件的表面。调节条30的自由端面35设计为倒圆的。

第一型材25的钩形条以附图标记36标注；在第一型材上成型的钩形凸起以附图标记37标注。在该实施例中，钩形凸起37具有额外的底切凸起38，用于形成设置在固定通道27的侧壁29区域中的底切。

在第二型材26的钩形条39上配备带有底切凸起41的钩形凸起40，该底切凸起41嵌入固定通道27的由底切凸起38构成的底切中。在钩形条39或钩形凸起40上背侧地成型有夹紧条42，所述夹紧条42朝侧壁28的方向延伸并且达到预紧隆起32与夹紧凸起34之间。

为建立型材组合件24，调节条30从其在图7所示的预紧位置借助作为变形工具的辊子和相应的支座变形为其在图8中所示的位置。通过该变形过程，调节条30围绕由槽31定义的旋转点朝夹紧条42的方向调整。在此预紧隆起42发生变形，以便在此位置中在与由预紧凸起34提供的支座的配合作用下提供两点预紧支撑，更确切地说作为在两个同样由铝合金制成的型材25、26之间的金属密封件。同样地，通过调节条30的变形过程，首先倒圆设计的自由端面35相对于钩形条39的外侧变形并且预紧地抵靠外侧作用，其中，底切凸起38以其面向调节条30的侧面用作支座。由此，调节条30在该实施例中也被卡锁隆起固定。由此，在该型材组合件24中分别在两个相互对置的位置中构造金属密封件。

同时，通过将钩形凸起40压入调节条30与底切凸起38之间使得型材组合件24朝型材25、26的方向保持无缝隙。而且在该实施例中，在钩形凸起41的夹紧区域上朝第二型材26的方向连接有长度补偿区域，与已经在图1至6的实施例中所描述的相同。该型材组合件24也是气密和水密的。

本发明已经借助实施例描述。不脱离有效的权利要求的范围，技术人员还能够得到大量可供实施的其他设计方案，不必就此在本描述中具体列举。

附图标记清单

1第一型材

2第二型材

3下翼板

4上翼板

5钩形条

6连接条

7固定通道

8钩形条

9调节条

10型材组合件

11侧壁

12侧壁

13底部

14钩形凸起

15钩形凸起

16槽

17钩形容纳部

18自由端面

19腔室

20卡锁隆起

21变形工具

22、22.1粗箭头

23、22.1粗箭头

24型材组合件

25第一型材

26第二型材

27固定通道

28侧面

29侧面

30调节条

31槽

32预紧隆起

33底部

34夹紧凸起

35自由端面

36钩形条

37钩形凸起

38底切凸起

39钩形条

40钩形凸起

41底切凸起

42夹紧条