AT500656B1

AT500656B1 - Verfahren zur herstellung einer baugruppe

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Publication number: AT500656B1
Application number: AT0151904A
Authority: AT
Original assignee: Sticht Fertigungstech Stiwa
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2008-02-15
Also published as: FR2873607B1; ITSV20050027A1; CN101048257A; AT500656A3; DE112005001805A5; AT500655B1; FR2873607A1; US20090280349A1; BRPI0513879A; AT500655A1; WO2006010177A3; AT500656A2; WO2006010177A2

Description

2 AT 500 656 B1

Die Erfindung betrifft eine ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.

Aus der JP 10-015665 A ist ein Verfahren und eine Schweißanlage zur Herstellung einer Bau-5 gruppe aus einem Rohr (M) und einem auf dieses angeschobenen Ring (N), die eine, eine erste Spann- und Positioniereinrichtung umfassende Ausrichtvorrichtung und eine zweite Spann- und Positioniereinrichtung aufweist. Die erste Spann- und Positioniereinrichtung besteht aus mehreren, durch einen Zylinder zwischen einer Ausgangs- und Spannstellung bewegbaren Spannwerkzeugen, die in das vordere Ende des Rohres einführbar sind. Die zweite Spann- und Posi-io tioniereinrichtung ist durch jeweils über Stellantriebe in Richtung auf das Rohr zustellbare Spannwerkzeuge gebildet, die ihrerseits jeweils ein Paar Spannrollen umfassen. Diese Spannrollen bilden konische Führungsflächen aus, mittels welcher der Ring auf dem Rohr in Axialrichtung positioniert und in Radialrichtung gegen den Außenumfang des Rohres angepresst wird. Mittels der Ausrichtvorrichtung können Deformationen am Rohr korrigiert werden, in dem die 15 Spannwerkzeuge von der Innenseite des Rohres radial nach außen in die Spannstellung bewegt werden. Sodann wird der Ring mittels der zweiten Spann- und Positioniereinrichtung radial nach innen gegen das Rohr gespannt und hernach der Ring durch Schweißung am Rohr befestigt. 20 Aus der DE 196 36 212 C1 und DE 199 48 013 A1 ist es bekannt, dass zwei metallische Blechteile unterschiedlicher Dicke mit ihren, miteinander zu verschweißenden Kanten im Stumpfstoß aneinander liegen und über eine durch Strahlschweißen, insbesondere Laserstrahlschweißen, hergestellte Schweißnaht entlang dem durch die im wesentlichen spaltfrei aneinanderliegenden Kanten ausgebildeten Fügestoß miteinander verbunden sind. Die miteinander verschweißten 25 Blechteile dienen als sogenannte Tiefziehplatine, die in einem nachfolgenden Tiefziehschritt, beispielsweise zu einem Karosserieblech mit unterschiedlichen Dickenbereichen umgeformt werden. Um ein problemloses und werkzeugschonendes Verhalten im Umformwerkzeug beim nachfolgenden Tiefziehen solcher Platinen zu erreichen, ist es wichtig, dass der Übergang vom dicken auf das dünne Bleichteil im Bereich des Fügestoßes möglichst sanft und gleichmäßig 30 ausgebildet ist. Außerdem darf nach dem Schweißen keine abrupte Querschnittsverengung im Bereich des Fügestoßes vorliegen, da es dort während des Tiefziehens zu erhöhten Spannungsspitzen kommt, die zum Reißen der Platine führen können. Damit der Übergang vom dicken auf den dünnen Blechteil im Bereich des Fügestoßes möglichst sanft und gleichmäßig ausgebildet werden kann, ist Sorge zu tragen, dass genügend Material des dickeren Blechteiles 35 abgeschmolzen wird, was wiederum bedeutet, dass der Dickensprung maßgebend ist für die Güte der Schweißnahtverbindung. Daraus resultiert ein erhöhter Materialbedarf in der Herstellung solcher Tiefziehplatinen, sodass der Forderung nach einer wirtschaftlichen Herstellung einer Baugruppe für einen Karosseriebauteil nicht Rechnung getragen werden kann. 40 Weiters ist aus der DE 34 07 770 A1 eine Verbindung von zwei metallischen Blechformteilen eines Kraftstoffbehälters für Kraftfahrzeuge bekannt, die als Halbschalen ausgebildet sind und ihrerseits jeweils einen seitlich abgebogenen, umlaufenen Blechflansch aufweisen. Die Blechflansche der beiden Halbschalen sind deckungsgleich geformt. Bei Behältern der hier in Rede stehenden Art, werden sehr strenge Anforderungen an die Dichtheit gestellt. So muss ein Kraft-45 Stoffbehälter absolut gasdicht sein, um das unerwünschte Austreten von Benzindämpfen, z.B. bei entsprechender Erwärmung des Kraftstoffbehälters, zu vermeiden. Dazu ist es nun vorgesehen, dass in einer der beiden Halbschalen eine sickenartige Vertiefung eingeprägt und der Laserstrahl entlang der sickenartigen Vertiefung geführt wird. Die sickenartige Vertiefung in der ersten Halbschale ist in Richtung der zweiten Halbschale gerichtet und weist eine ebene Anla-50 gefläche auf, mit der die erste Halbschale am Blechflansch der zweiten Halbschale spaltfrei aufliegt. Die Achse des entlang der sickenartigen Vertiefung geführten Laserstrahls ist senkrecht zur Anlageflächen ausgerichtet, sodass die beiden Halbschalen an ihren Blechflanschen mittels einer Überlappnaht am gesamten Umfang des Behälters miteinander verschweißt sind. Die beiden Halbschalen müssen dabei in einer zur Anlagefläche parallelen Ebene exakt zuein-55 ander positioniert sein, da bereits bei geringfügigem Versatz einer der beiden Halbschalen in 3 AT 500 656 B1 der Ebene dazu führen kann, dass die Überlappnaht nicht ordnungsgemäß hergestellt werde kann. Zudem ist der Fügequerschnitt der Überlappnaht von der Nahtbreite abhängig, sodass die ansonsten bei Laserschweißnähten oftmals ausgenutzten Vorteile des geringen Wärmeeinflusses auf die zu verschweißenden Teile und Verzuges der zu verschweißenden Teile nicht 5 ausgenutzt werden kann und selbst wenn die sickenartigen Vertiefung mit hoher Genauigkeit hergestellt wurde, der erhöhte, wärmebedingte Verzug sich negativ auf die Qualitätsgüte der Schweißverbindung auswirkt. Außerdem ergibt sich bei Überlappnähten ein ungünstiger Kraftfluss. 10 Aus der EP 0 200 997 B1 ist eine Schweißverbindung zweier metallischer Blechteile bekannt, von denen ein erster Blechteil eine optisch glatte Außenfläche bildet und um 180° auf seine rückwärtige Fläche umgebörtelt ist und der zweite Blechteil auf den umgebörtelten Rand gelegt ist, wobei die Blechteile über eine Kehlnaht am zwischen dem umgebörtelten Rand des ersten Blechteiles und einer Stirnkante des zweiten Blechteiles ausgebildeten Fügestoß miteinander 15 verschweißt sind.

Eine Schweißverbindung zwischen zweier Blechteile ist aus der DE 101 39 082 A1 bekannt, bei der die einander zugewandten Randbereiche beider Blechteile um 180° umgebogen und mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Randbereiche über in Abständen zu-20 einander in zumindest einem der Randbereiche ausgebildete Prägungen aneinander liegen und die Blechteile im Bereich dieser Prägungen mittels Laserschweißen stirnseitig verbunden sind.

Der DE 34 07 770 A1 und der DE 101 39 082 A1 haftet der Nachteil an, dass die Schweißnaht in diejenigen Abschnitte der Blechteile gelegt ist, an denen eine erhöhte Versetzungsdichte 25 bzw. erhöhte Härte vorliegt. Dies führt im Bereich um die Schweißnaht zu Alterungserscheinungen durch submikroskopische Ausscheidungen auf den Gleitebenen, welche die Versetzungsbewegungen blockieren bzw. erschweren, was zu einer unzulässig hohen Versprödung führen kann. Besonders N aber auch O, C und H diffundieren bevorzugt in diese Versetzungsbereiche und blockieren die Versetzungsbewegung weitgehend. Die Folge ist ein Zähigkeitsverlust und 30 eine Versprödung des Werkstoffs der Blechteile. .

Ferner ist aus der US 6,379,392 B1 ein, in einen menschlichen Körper implantierbarer. Drahtstent bekannt, der etwa rohrförmig ausgebildet ist und einen Skelettrahmen mit einer Vielzahl von spaltfrei aneinanderstoßenden, geraden Abschnitten aufweist. Zwei aneinander-35 stoßende Abschnitte bilden einen Fügestoß aus und sind über entlang dem Fügestoß gegenläufig gerichtete Schweißnähte miteinander verbunden. Während dem Schmelzschweißen wird das Grundmaterial der Abschnitte am Fügestoß aufgeschmolzen, wodurch die aneinander liegenden Abschnitte nur mit niedriger Positioniergenauigkeit miteinander verschweißt werden können. 40

Schließlich ist aus der DE 102 06 887 A1 ein Verfahren zum Laserschweißen von Blechformteilen bekannt, die flanschfrei gespannt werden, wobei die Spannung läge- und/oder kraftgeregelt in Abhängigkeit vom Soll/Istwertvergleich der Maße und/oder Oberflächen des geschweißten Blechformteiles erfolgt. Die Blechformteile werden an ihren Schweißflanschen aneinander 45 gepresst und dort miteinander verschweißt.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung einer mehrteiligen Baugruppe zu schaffen, das eine Schweißverbindung mit höchster Qualität zulässt und mit dem auch Korrekturmaßnahmen an einem Teil vorgenommen werden können. 50

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 wiedergegebenen Maßnahmen gelöst. Die Vorteile sind, dass mit dem Spannwerkzeug der entsprechende Teil nicht nur fixiert wird, sondern auch eine Formabweichung dieses Teiles ausgeglichen werden kann und somit als Form- bzw. Richtwerkzeug dient. Dadurch kann die Anzahl der Hand-55 habungsvorgänge zur Herstellung der Baugruppe auf ein Minimum reduziert werden. Wird eine 4 AT 500 656 B1

Formabweichung an einem oder beiden der miteinander zu fügenden Teile erfasst, wird über das ohnehin vorhandene Spannwerkzeug die fehlerhafte Form dieses Teiles korrigiert und erst danach mit dem zweiten Teil gefügt. Da nun Ungenauigkeiten des Formgebungs- und/oder Umformschritten unterlegenen Teiles keine Auswirkungen auf die Gesamtgenauigkeit der Bau-5 gruppe haben, können die Ansprüche an die Fertigungsgenauigkeit sowohl des umgeformten als auch des anderen Teiles verringert werden. Somit können auch aus ungenauen einzelnen Teilen maßhaltige Baugruppen hergestellt werden, die deren weitere Verarbeitung wesentlich verbessern. io Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 bis 6, wodurch ein Regelkreis in einer vollautomatischen Schweißanlage geschlossen wird und bereits bei der Herstellung der Baugruppe eine Überwachungsfunktion im Sinne einer Qualitätssicherung durchgeführt werden kann. 15 Gemäß Anspruch 7 ist von Vorteil, dass der Teil bis über seine Elastizitätsgrenze hinweg verformt wird und höchste geometrische Genauigkeit aufweist.

Schließlich ist auch die Maßnahme nach Anspruch 8 vorteilhaft, da der Teil innerhalb seiner Elastizitätsgrenze verformt wird und dadurch Schweißeigenspannungen im Teil reduziert oder 20 aufgehoben werden können.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. 25 Es zeigen:

Fig. 1 Fig.2 30 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 35 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 40 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 45 Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 so Fig. 16 Fig. 17 Fig. 18 55 Fig. 19 eine Baugruppe, geschnitten gemäß den Linien l-l in Fig. 2, in stark vereinfachter Darstellung; die Baugruppe nach Fig. 1 in Ansicht von oben; eine weitere Ausführung der Baugruppe, in Stirnansicht geschnitten und stark vereinfachter Darstellung; eine andere Ausführung der Baugruppe in Stirnansicht und stark vereinfachter Darstellung; einen Teilabschnitt der Baugruppe nach Fig. 4 in Seitenansicht; die Baugruppe nach Fig. 4 in Ansicht von unten; einen Teilabschnitt der Baugruppe, geschnitten gemäß den Linien Vll-Vll in Fig. 4; eine weitere Ausführungsvariante der Baugruppe in Stirnansicht und stark vereinfachter Darstellung; die Baugruppe nach Fig. 8 in Ansicht von unten: einen Teilabschnitt der Baugruppe nach Fig. 8 in Seitenansicht; eine andere Ausführungsvariante der Baugruppe in Stirnansicht und stark vereinfachter Darstellung; einen Teilabschnitt der Baugruppe nach Fig. 11, in Seitenansicht und stark vereinfachter Darstellung; eine weitere Ausführungsvariante der Baugruppe, teilweise geschnitten und in stark vereinfachter Darstellung; eine Seitenansicht auf die Baugruppe nach Fig. 13; eine weitere Ausführungsvariante der Baugruppe in Seitenansicht und stark vereinfachter Darstellung; die Baugruppe nach Fig. 15 in Draufsicht; ein Ausschnitt der Baugruppe mit einer ersten Ausführung für eine Schweißverbindung, in Draufsicht; ein Ausschnitt der Baugruppe in einer weiteren Ausführungsvariante, geschnitten und in vereinfachter Darstellung; eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Baugruppe mit einer weiteren Ausführung 5

Fig. 20 Fig. 21 5 Fig. 22 Fig. 23 10 Fig. 24 Fig. 25 15 Fig. 26 Fig. 27 20 Fig. 28 Fig. 29 Fig. 30 25 Fig. 31 Fig. 32 AT 500 656 B1 für eine Schweißverbindung; ein Ausschnitt der Baugruppe in einer anderen Ausführungsvariante, in Seitenansicht geschnitten und vereinfachter Darstellung; ein Ausschnitt der Baugruppe in einer weiteren Ausführungsvariante, in Seitenansicht geschnitten und vereinfachter Darstellung; eine erste Ausführung einer Schweißverbindung an der herzustellenden Baugruppe, vor dem Schweißen der zwei Teile, in Draufsicht und stark vereinfachter Darstellung; die Schweißverbindung nach Fig. 22, nach dem Schweißen der Teile zur Baugruppe, in Draufsicht und vereinfachter Darstellung; eine zweite Ausführung einer Schweißverbindung an der herzustellenden Baugruppe, vor dem Schweißen der zwei Teile, geschnitten und in stark vereinfachter Darstellung; die Schweißverbindung nach Fig. 24, in Draufsicht und vereinfachter Darstellung; die Schweißverbindung nach Fig. 24, nach dem Schweißen der Teile zur Baugruppe, in Draufsicht und vereinfachter Darstellung; eine dritte Ausführung einer Schweißverbindung an der herzustellenden Baugruppe, vor dem Schweißen der aneinanderstoßenden Teile, geschnitten und in stark vereinfachter Darstellung; eine Draufsicht auf zwei miteinander verschweißte Teile; eine vierte Ausführung einer Schweißverbindung an der herzustellenden Baugruppe, vor dem Schweißen der Teile, in Draufsicht und stark vereinfachter Darstellung; die Schweißverbindung nach Fig. 29, nach dem Schweißen der Teile zur Baugruppe, in Draufsicht und vereinfachter Darstellung; ein Teil in fehlerhafter Form (volle Linien) und in korrigierter Form (strichlierte Linien) sowie ein Spannwerkzeug in unbetätigter Ausgangsstellung, in Stirnansicht und stark vereinfachter Darstellung; eine Schweißanlage zur Herstellung der Baugruppe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, in Ansicht und stark vereinfachter Darstellung. 30

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden 35 können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsvariante der Baugrup-40 pe 1 in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Die Baugruppe 1 besteht nach dieser Ausführung aus zwei Teilen 2, 3, insbesondere Blechteilen aus Stahl. Der erste Teil 2 ist aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten und anschließend im Querschnitt in eine U-Form umgeformten, vorzugsweise gebogenen Blechstück hergestellt. Der zweite Teil 3 ist ebenfalls aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten, flachen Blechstück 45 hergestellt. Die beiden Teile 2, 3 sind somit durch reine, spanlose Formgebung und Verformung hergestellt.

Wie in Fig. 2 besser ersichtlich, ist der zweite Teil 3 an seinen in Richtung einer Längsachse parallel verlaufenden, voneinander abgewandten, seitlichen Flächenteilen 5 jeweils mit mehre-50 ren, im Abstand voneinander angeordneten Anlage- und Positioniervorsprüngen 6 versehen. Diese Anlage- und Positioniervorsprünge 6 ragen an den Flächenteilen 5 vor und bilden an deren freien Enden jeweils eine ebene Anlagefläche 7 sowie zumindest eine, bevorzugt zwei zu beiden Seiten der Anlagefläche 7 angeordnete Positionierflächen 8 aus. Die Anlage- und Positionierflächen 7, 8 eines jeden Anlage- und Positioniervorsprunges 6 grenzen unmittelbar an-55 einander an und verlaufen in einer Ebene, parallel zu den Flächenteilen 5. Ebenso verlaufen die 6 AT 500 656 B1

Anlage- und Positionierflächen 7, 8 aller Anlage- und Positioniervorsprünge 6 auf jeder Seite des zweiten Teiles 3 innerhalb einer Ebene. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6, die nach dieser Ausführung in Bezug auf die Längsachse symmetrisch gegenüberliegen, sind mit dem, aus einem nach Maß zugeschnittenen Blechstück einstückig, vorzugsweise durch reine spanlo-5 se Formgebung hergestellt.

Wenngleich die spanlose Herstellung der Teile 2, 3 nach dem Stanzverfahren als die bevorzugte Ausführung gilt, wäre es auch denkbar, dass diese aus einem mit dem Laser oder dem Wasserstrahl ausgeschnittenen Blechstück hergestellt sind. Sofern die wirtschaftliche Fertigung der io Baugruppe 1 nicht im Vordergrund steht, können auch spannend gefertigte Teile 2, 3 verwendet werden.

Eine Höhe 9 des Anlage- und Positioniervorsprunges 6 beträgt etwa zwischen 0,1 mm und 2,0 mm bzw. 5 % und 50 % der Dicke bzw. Blechdicke des zweiten Teiles 3. In der Praxis ha-15 ben sich 0,1 mm, vor allem im Hinblick auf die Materialeinsparung als günstig erwiesen. Der erste und/oder zweite Teil 3 ist mit einer Dicke bzw. Blechdicke zwischen 1,0 mm und 4 mm, insbesondere zwischen 1,5 mm und 3 mm, beispielsweise 2 mm ausgeführt. Eine Länge 10 des Anlage- und Positioniervorsprunges 6 beträgt vorzugsweise zwischen 6 mm und 70 mm. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Länge 10 aber zumindest die doppelte Dicke bzw. Blechdicke 20 des zweiten Teiles 3 aufweisen soll. Die Breite des Anlage- und Positioniervorsprunges 6 entspricht der Dicke bzw. Blechdicke des zweiten Teiles 3.

Der erste Teil 2 weist eine Basis 11 und zwei an ihr senkrecht vorragende Schenkel 12 auf. Die Schenkeln 12 des ersten Teiles 2 bilden an deren einander zugewandten, ebenen Flächenteilen 25 13 jeweils Anlageflächen 14 und wenigstens eine, bevorzugt zwei zu beiden Seiten der Anlage flächen 14 angeordnete Positionierflächen 15 aus. Der Flächenteil 13, die Anlage- und Positionierflächen 14, 15 verlaufen parallel zueinander und innerhalb einer Ebene.

Wie in diesen Figuren gezeigt, ist der zweite Teil 3 zwischen den Schenkeln 12 des ersten 30 Teiles 2 angeordnet, sodass die Anlage- und Positionierflächen 7, 8, 14, 15 des ersten und zweiten Teiles 2, 3 aufeinander zugerichtet sind und planparallel verlaufen. Die ebenen Anlage-und Positionierflächen 7, 8, 14, 15 verlaufen parallel zueinander und parallel zu den jeweiligen Flächenteilen 5, 13. 35 Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden, korrespondierenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 3 bilden jeweils einen Fügestoß 16 aus, entlang dem ein nicht dargestellter Schweißstrahl geführt wird, sodass eine Schweißnaht 17 entsteht, die durch das von den miteinander zu verschweißenden Teilen 2, 3 bereichsweise aufgeschmolzene Grundmaterial (Werkstoff) besteht. Nach gezeigter Ausführung, sind in Bezug auf die Längsachse auf jeder 40 Seite drei Fügestöße 16 ausgebildet. Das Schweißen erfolgt dabei berührungslos, durch Strahlschweißen, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, also durch energiearme Schweißverfahren, die ein sogenanntes „Tiefschweißen“ ermöglichen und sich dadurch auszeichnen, dass sehr schlanke Nahtgeometrien mit einem großen Tiefe-Breiten-Verhältnis erreicht werden und nur eine geringe Streckenenergie erforderlich ist, wodurch eine nur sehr 45 kleine Wärmeeinflusszone resultiert. Darüber hinaus kann die thermische Belastung auf die miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3 sehr gering gehalten werden, sodass auch ein Verzug der Teile 2, 3 minimal ist. In der Serienfertigung der Baugruppe 1, wird vorwiegend das Laserschweißen, insbesondere mit einem Festkörperlaser, beispielsweise Nd: YAG-Laser, eingesetzt, der vor allem eine hohe Flexibilität der Schweißanlage ermöglicht. 50

In einer bevorzugten Ausführung sind die beiden Teile 2, 3 ausschließlich durch die aus dem mittels des Schweißstrahls am Fügestoß 16 bzw. an den Anlageflächen 7, 14 bereichsweise aufgeschmolzenen Grundmaterial (Werkstoff) derselben bestehenden Schweißnähte 17 miteinander verbunden. Dazu wird, nachdem die Teile 2, 3 zueinander positioniert und fixiert wurden, 55 der Schweißstrahl entlang dem Fügestoß 16 geführt. Die enorme Energiedichte (etwa 7 AT 500 656 B1 106 W/cm2) des Schweißstrahls, insbesondere des Laserstrahls, im Fokus, bringt das Grundmaterial (Werkstoff) zum Schmelzen. Während in Vorschubrichtung des Schweißstrahls Grundmaterial aufgeschmolzen wird, fließt dahinter die Schmelze von den beiden Teilen 2, 3 ineinander. Der aufgeschmolzene und durchmischte Werkstoff kühlt ab und die Schmelze erstarrt zu einer 5 schmalen Schweißnaht 17. Die Schweißnahttiefe beträgt beim „Tiefschweißen“ zumindest das 0,3-fache bis 0,5-fache der Dicke bzw. Blechdicke. Wird eine I-Naht hergestellt, entspricht die Schweißnahttiefe im wesentlichen der einfachen Dicke bzw. Blechdicke. Die beiden Teile 2, 3 sind vorzugsweise ausschließlich durch das Grundmaterial ohne Zusatzwerkstoff fest miteinander verbunden. 10

Natürlich wäre es auch denkbar, dass die beiden Teile 2, 3 durch die unter Beisatz von Zusatzwerkstoff und das bereichsweise aufgeschmolzene Grundmaterial (Werkstoff) der Teile 2, 3 hergestellte Schweißnaht 17 am betreffenden Fügestoß 16 miteinander verbunden sind. 15 Da beide dieser Technologien dem Fachmann bekannt sind, wird auf eine detaillierte Beschreibung in gegenständlicher Anmeldung verzichtet.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist jede Schweißnaht 17 am betreffenden Fügestoß 16 als Kehlnaht und entlang dem jeweiligen Fügestoß 16 ausgebildet, wobei sich die Schweißnaht 17 20 ausschließlich über die gesamte Länge des jeweiligen Fügestoßes 16 erstreckt. Die Länge der als Liniennaht ausgebildeten Schweißnaht 17 bzw. des Fügestoßes 16 beträgt zwischen 4 mm und 30 mm, während die Länge der einander zugeordneten, zusammenwirkenden Positionierflächen 8, 15 jeweils zwischen 1 mm und 20 mm beträgt. Dadurch wird sichergestellt, dass während dem gesamten Schweißvorgang die zwei an den Anlageflächen 7, 14 mit einer Vor-25 Spannkraft gegeneinander angepressten Teile 2, 3 über deren aufeinander zugerichteten Positionierflächen 8, 15 exakt zueinander ausgerichtet bleiben und nicht aufgrund dem beim Schweißen erzeugten Schmelzebad am Fügestoß 16 gegeneinander versetzt werden. Außerdem ist von Vorteil, wenn an der Baugruppe 1 möglichst wenige, dafür aber längere Schweißnähte 17 vorgesehen sind, wodurch die Herstellung der Baugruppe 1 einfacher wird. 30

Die beiden Teile 2, 3 werden derart zueinander positioniert, dass der zweite Teil 3 mit dem ersten Teil 2 nur in jenen Abschnitten des ersten Teiles 2 Fügestöße 16 bildet, in denen eine Versetzungsdichte des Grundmaterials geringer ist als die Versetzungsdichte in den am ersten Teil 2 durch Kaltumformen hergestellten Verformungsbereichen 18, daher erfolgt das Schwei-35 ßen im Bereich außerhalb der Biegekanten zwischen der Basis 11 und den Schenkeln 12. Dadurch wird eine Gefügeänderung in den Verformungsbereichen 18 vermieden und der durch Kaltumformung erzielte, vorteilhafte Festigkeitsanstieg in den Verformungsbereichen 18 beibehalten. Der Festigkeitsanstieg resultiert aus einem höheren Umformgrad in den Verformungsbereichen 18, der, nachdem außerhalb der Verformungsbereiche 18 bzw. Umformbereiche ge-40 schweißt wird, entsprechend den Festigkeitsanforderungen an die Baugruppe 1 optimiert werden kann. Es ist nun durchaus möglich, den Umformgrad etwa zwischen 15 % und 40 %, insbesondere etwa 25 %, zu wählen. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann entfallen. Eine Härte vom an das Grundmaterial angrenzenden Verformungsbereich 18 ist etwa um 25 % bis 50 % höher als vom Grundmaterial. Die Zugfestigkeit korreliert etwa im gleichen Maße 45 mit der Härte. Die Härteprüfung erfolgt beispielsweise nach Vickers (DIN 50 133).

Baugruppen 1 haben an äußeren Flächenteilen 30, 32 (wie in Fig. 4 ersichtlich) häufig Funktionsanforderungen zu erfüllen. Beispielsweise gleiten sie auf anderen Baugruppen 1 oder es bestehen optische Anforderungen an die äußeren Flächenteile 30, 32, welche durch Schweiß-50 nähte 17 beeinträchtigt würden. Die Schweißnähte 17 dürfen nicht über diese Flächenteile 30, 32 vorragen. Da auch beim Strahlschweißen eine, wenn auch sehr schmale, Schweißnaht 17 entsteht, muss eine Lösung gefunden werden, dass diese gegenüber den Flächenteilen 30, 32 zurückversetzt ist und dadurch nicht stört. Dies wird durch den nachfolgend beschriebenen Versatz 19, 19', 40, 40’ der Teile 1 bis 4, 34 erreicht. 55 8 AT 500 656 B1

Dazu ist vorgesehen, dass die in einem Winkel zu den Anlageflächen 7,14 und im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Flächenteile 20, 21 der Teile 2, 3 um einen Versatz 19 in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet sind, sodass die mittels den Anlageflächen 7, 14 aneinanderstoßenden Teile 2, 3 eine Ab-5 stufung zumindest an den betreffenden Fügestößen 16 bilden. Der in einer zur Längsrichtung der Teile 2, 3 senkrecht verlaufenden Ebene gemessene Winkel zwischen der Anlagefläche 7, 14 und dem Flächenteil 20, 21 beträgt etwa 90°. Dieser Versatz 19 beträgt zwischen 5 % und 50 % der maximalen Dicke bzw. Blechdicke eines Teiles 2, 3, also zwischen 0,1 mm und 2,0 mm. In der Praxis haben sich 0,1 mm bis 0,3 mm vor allem im Hinblick auf einen sanften io und gleichmäßigen Übergang der Schweißnaht 17 vom einen zum anderen Teil 2, 3 als günstig erwiesen, sodass eine Oberfläche der Schweißnaht 17 die Abstufung im Bereich des jeweiligen Fügestoßes 16 quer zur Längsrichtung der Abstufung überspannt und die Schweißnaht 17 an die Flächenteile 20, 21 angrenzt bzw. sich eine optimale Schweißnahtverrundung in zur Längsrichtung des Fügestoßes 16 senkrechter Richtung betrachtet, einstellt. Dadurch wird ein optimale ler Kraftfluss über die Schweißnaht 17 und eine hochfeste Fügeverbindung zwischen den Teilen 2, 3 erreicht. Die stirnseitigen Flächenteile des zweiten Teiles 3 schließen mit den stirnseitigen Flächenteilen des ersten Teiles 3 bündig ab.

Der Versatz 19 entspricht einem Kantenversatz zwischen einer durch die einander angrenzen-20 den Flächenteile 13, 20 gebildete Kante des ersten Teiles 2 und einer durch die einander angrenzenden Flächenteile 5, 21 gebildete Kante des zweiten Teiles 3. Nach Fig. 1 ist der zweite Teil 3 in zum Flächenteil 21 senkrechter Richtung auf die Seite des ersten Teiles 3 nach innen und nach Fig. 3 auf die entgegengesetzte Seite des ersten Teiles 3 nach außen versetzt. Der Versatz 19 ist zumindest an jenen Abschnitten der Baugruppe 1 notwendig, wo die aneinan-25 destoßenden Teile 2, 3 die Fügestöße 16 bilden. Wesentlich ist, dass die Fügestöße 16 stets entfernt von einer Außenkontur eines der beiden Teile 2, 3 ausgebildet und gegenüber dieser rückversetzt sind.

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 4 bis 7 ist eine zweite Ausführungsvariante der Bau-30 gruppe 1 in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Die Baugruppe 1 besteht nach dieser Ausführung aus drei Teilen 2, 3, 4, insbesondere Blechteilen aus Stahl. Der erste Teil 2 ist aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten und anschließend im Querschnitt in eine U-Form umgeformten, vorzugsweise gebogenen Blechstück hergestellt. Der zweite und dritte Teil 3, 4 sind ident ausgebildet und jeweils aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugswei-35 se gestanzten Blechstück hergestellt, wobei an diesen jeweils ein Lagerauge 24 ausgebildet ist. Dazu wird aus dem ebenen Blechstück für den zweiten und dritten Teil 3, 4 jeweils eine, das Lagerauge 24 bildende, kreisrunde Durchgangsöffnung ausgestanzt. Nach dem Ausstanzen kann die kreisrunde Durchgangsöffnung gegebenenfalls kalibriert werden. Wie nicht weiters dargestellt, kann ebenso gut das Lagerauge 24 durch eine an dem flachen Blechstück für den 40 zweiten und dritten Teil 3, 4 beispielsweise durch Tiefziehen oder Abstrecken ausgeformte Hülse gebildet werden. Das Lagerauge 24 des zweiten und dritten Teiles 3, 4 kann außerdem einen Außen- oder Innenring eines Lagers bilden. Der zweite und dritte Teil 3, 4 bilden sodann jeweils eine ebene Tragplatte und die Hülse aus. Die drei Teile 2 bis 4 sind somit durch reine, spanlose Formgebung und Verformung hergestellt. 45

Wie in Fig. 6 ersichtlich, sind der zweite und dritte Teil 3, 4 an Stirnenden des ersten Teiles 2 vorgesehen und über noch näher zu beschreibende Schweißverbindungen mit diesem verbunden. Die Lageraugen 24 des zweiten und dritten Teiles 3, 4 sind koaxial zueinander angeordnet und bilden deren Achsen 26 eine gemeinsame Achse. Die Achsen 26 sind zu Flächenteilen 27, so 28 senkrecht ausgerichtet. Sofern die Lageraugen 24 jeweils durch die oben beschriebene, tiefgezogene oder abgestreckte Hülse gebildet sind, sind deren an der ebenen Tragplatte vorragenden, stirnseitigen Enden voneinander weggerichtet.

Der erste Teil 2 weist in Richtung seiner Längserstreckung im Querschnitt eine U-Form, die 55 Basis 11 und die an ihr senkrecht vorragenden Schenkeln 12 auf. Der profilartige, zweite Teil 2 9 AT 500 656 B1 bildet an den Stirnenden voneinander abgewandte Flächenteilen 27 aus, die in einer senkrecht zur Längsrichtung des Teiles 2 verlaufenden Ebene liegen und an denen jeweils mehrere Anlage- und Positioniervorsprünge 6 vorgesehen sind. Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, sind zwei Anlage- und Positioniervorsprünge 6 jeweils an den stirnseitigen Flächenteilen 27 an der 5 Basis 11 und zwei Anlage- und Positioniervorsprünge 6 jeweils an den stirnseitigen Flächenteilen 27 eines jeden Schenkels 12 des ersten Teiles 2 angeordnet. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6 an der Basis 11 als auch den Schenkeln 12 sind im Abstand voneinander getrennt angeordnet und ragen an den Flächenteilen 27 vor und bilden an deren freien Enden eine ebene Anlagefläche 7 sowie zumindest eine, bevorzugt zwei an beiden Seiten der Anlagefläche io 7 angrenzende Positionierflächen 8 aus.

Die Anlage- und Positionierflächen 7, 8 eines jeden Anlage- und Positioniervorsprunges 6 verlaufen in einer Ebene parallel zu den Flächenteilen 27. Ebenso verlaufen die Anlage- und Positionierflächen 7, 8 aller Anlage- und Positioniervorsprünge 6 an beiden Stirnenden des ersten 15 Teiles 2 innerhalb einer Ebene. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6 sind mit dem Blechstück für den ersten Teil 2 einstückig, vorzugsweise durch reine spanlose Formgebung hergestellt. Der zweite und dritte Teil 3, 4 sind jeweils auf deren, den Flächenteilen 27 zugewandten Flächenteilen 28 mit Anlage- und Positionierflächen 14, 15 versehen. Nach dieser Ausführung sind der Flächenteil 28 und die Anlage- und Positionierflächen 14, 15 innerhalb einer Ebene 20 angeordnet und verlaufen parallel zu den Anlage- und Positionierflächen 7, 8 des ersten Teiles 2.

Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7,14 der Teile 2 bis 4 bilden jeweils einen Fügestoß 16 aus, entlang dem ein nicht dargestellter Schweißstrahl, insbesondere 25 Laserstrahl, geführt wird, sodass eine Schweißnaht 17 entsteht, die als I-Naht (Fig. 7) ausgebildet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des jeweiligen Fügestoßes 16 erstreckt.

Die Teile 2, 3, 4 werden wiederum, wie bereits oben beschrieben, derart zueinander positio-30 niert, dass die Fügestöße 16 in jenen Abschnitten des ersten Teiles 2 ausgebildet sind, in denen eine Versetzungsdichte des Grundmaterials geringer ist als die Versetzungsdichte in den, am ersten Teil 2 durch Kaltumformen hergestellten Verformungsbereichen 18 bzw. nur schematisch gezeigten Biegekanten zwischen Basis 11 und Schenkeln 12. 35 Wie in Fig. 4 eingetragen, sind die in einem Winkel zu den Anlageflächen 7, 14 und im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Flächenteile 29, 30, 31, 32 der Teile 3, 4 um einen Versatz 19, 19' in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet, sodass die mittels den Anlageflächen 7, 14 aneinanderstoßenden Teile 2, 3, 4 eine Abstufung an den betreffenden Fügestößen 16 bilden. Der zwischen der Anlagefläche 40 7 und dem Flächenteil 30, 32 vom ersten Teil 2 eingeschlossene Winkel beträgt vorzugsweise etwa 90°. Ebenso beträgt der zwischen der Anlagefläche 14 und dem Flächenteil 29, 31 vom zweiten und dritten Teil 3, 4 eingeschlossene Winkel vorzugsweise etwa 90°. Dieser Versatz 19, 19' beträgt, wie oben bereits mit Vorteil beschrieben, zwischen 5 % und 50 % der maximalen Dicke bzw. Blechdicke eines Teiles 2, 3, also zwischen 0,1 mm und 2,0 mm. Wesentlich ist, 45 dass die durch die Anlageflächen 7, 14 begrenzten Fügestöße 16 stets entfernt von einer Außenkontur eines der Teile 2, 3 bzw. 4 ausgebildet und nach dargestellter Ausführung gegenüber der Außenkontur des profilartigen, ersten Teiles 2 rückversetzt sind.

Der horizontale Versatz 19 entspricht einem Kantenversatz zwischen einer durch einander so angrenzende Flächenteile 29, 33 begrenzte Kante des zweiten bzw. dritten Teiles 3, 4 und einer durch einander angrenzende Flächenteile 27, 30 begrenzte Kante des ersten Teiles 2 und der vertikale Versatz 19' entspricht einem Kantenversatz zwischen einer durch aneinander angrenzende Flächenteile 31, 33 begrenzte Kante des. zweiten bzw. dritten Teiles 3, 4 und einer durch aneinander angrenzende Flächenteile 27, 32 begrenzte Kante. Der vom Stirnende des ersten 55 Teiles 2 abgewandte, stirnseitige Flächenteil 33 des zweiten bzw. dritten Teiles 3, 4 verläuft 10 AT 500 656 Bi parallel zu den Flächenteilen 27 des ersten Teiles 2.

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 8 bis 10 ist die Baugruppe 1 in einer anderen Ausführungsvariante und unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Die Baugruppe 1 besteht nach dieser 5 Ausführung aus drei Teilen 2, 3, 4, insbesondere Blechteilen und gegebenenfalls einem vierten Teil 34, insbesondere Blechteil aus Stahl. Der erste Teil 2 ist aus einem, nach Maß zugeschnittenem, vorzugsweise gestanzten und anschließend im Querschnitt in eine Trapezform umgeformten, vorzugsweise gebogenen Blechstück hergestellt. Der zweite und dritte Teil 3, 4 sind jeweils durch eine Hülse mit einem in zu ihrer Längserstreckung senkrechten Ebene kreisring-io förmigen Querschnitt gebildet. Jede der Hülsen bildet ein Lagerauge 24 und ist fugenlos. Zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Baugruppe 1 ist der vierte Teil 34 vorgesehen, der aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten, flachen Blechstück hergestellt ist.

Die hülsenförmigen Teile 3, 4 sind an den Stirnenden des ersten Teiles 2 vorgesehen, während 15 der vierte Teil 34 zwischen an der Basis 11 des ersten Teiles 2 aufragenden Schenkeln 12 angeordnet ist. Der profilartige, erste Teil 2 und die hülsenförmigen Teile 3, 4 sind an deren, einander zugewandten Flächenteilen 27, 28 mit aufeinander zugerichteten Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 versehen. Die Anlage- und Positionierflächen 7, 8 des ersten Teiles 2 sind durch an seinen voneinander abgewandten, stirnseitigen Flächenteilen 27 vorragende und 20 an diesen angeformte Anlage- und Positioniervorsprünge 6 gebildet. Wie in Fig. 8 eingetragen, sind an den stirnseitigen Flächenteilen 27 des ersten Teiles 2 an der Basis 11 und den Schenkeln 12 jeweils nur ein Anlage- und Positioniervorsprung 6 angeordnet, wobei die Flächenteile 27 jeweils in einer zur Längsrichtung des ersten Teiles 2 senkrecht verlaufenden Ebene angeordnet sind. Die Anlage- und Positionierflächen 7, 8 eines jeden Anlage- und Positioniervor-25 Sprunges 6 verlaufen in einer Ebene parallel zu den Flächenteilen 27. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6 sind mit dem Blechstück für den ersten Teil 2 einstückig, vorzugsweise durch reine spanlose Formgebung hergestellt.

Die dem Stirnende bzw. Flächenteilen 27 des ersten Teiles 2 zugewandten Anlage- und Positi-30 onierflächen 14, 15 des hülsenförmigen Teiles 3, 4 verlaufen parallel in einer Ebene mit dem Flächenteil 28 und parallel zu den Anlage- und Positionierflächen 7, 8 des ersten Teiles 2.

Der streifenförmige, ebene, vierte Teil 34 ist an seinen, in Richtung der Längsachse parallel verlaufenden, voneinander abgewandten, seitlichen Flächenteilen 5 (nicht eingetragen) jeweils 35 mit mehreren, im Abstand voneinander angeordneten Anlage- und Positioniervorsprünge 6 versehen, wie dies mitunter in den Fig. 1 bis 3 bereits ausführlich beschrieben wurde, die mit ihren Anlageflächen 7 und den Anlageflächen 14 am ersten Teil 2 die Fügestöße 16 begrenzen, an denen der erste Teil 2 mit dem vierten Teil 34 verschweißt wird. Zusätzlich ist der vierte Teil 34 an seinen, voneinander abgewandten, stirnseitigen Flächenteilen 35 mit Anlage- und Positi-40 onierflächen 7, 8 ausgestattet. Diese stirnseitigen Anlage- und Positionierflächen 7, 8 sind jeweils von einem, an den Flächenteilen 35 vorragenden Anlage- und Positioniervorsprung 6 ausgebildet. Die voneinander abgewandten Anlage- und Positioniervorsprünge 6 sind mit dem Blechstück für den vierten Teil 34 einstückig, vorzugsweise durch reine spanlose Formgebung hergestellt. 45

Den stirnseitigen Anlage- und Positionierflächen 7, 8 des vierten Teiles 34 gegenüberliegend, sind Anlage- und Positionierflächen 14, 15 am zweiten und dritten Teil 3, 4 ausgebildet, die in einer Ebene mit dem Flächenteil 28 verlaufen. Der stirnseitige Flächenteil 28 des zweiten bzw. dritten Teiles 3, 4 verläuft parallel zum Flächenteile 27 des ersten Teiles 2. 50

Die einander zugeordneten, spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 3, 4, (34) bilden jeweils einen Fügestoß 16 aus, entlang dem über im wesentlichen seine gesamte Länge eine Schweißnaht 17 gelegt wird. Diese Schweißnähte 17 sind in gezeigter Ausführung allesamt durch eine Kehlnaht gebildet. Dadurch, dass die Schweißnähte 17 jeweils nur über die 55 Länge des Fügestoßes 16 ausgebildet sind, sind die zwei miteinander zu verschweißenden 1 1 AT 500 656 B1

Teile 2, 3, 4, (34) über die aufeinander zugerichteten Positionierflächen 8, 15 exakt zueinander ausgerichtet, auch währenddem die Teile 2, 3, 4, (34) miteinander verschweißt werden.

Die Teile 2, 3, 4, (34) werden derart zueinander positioniert, dass der zweite, dritte und gege-5 benenfalls vierte Teil 3, 4, (34) mit dem ersten Teil 2 nur in jenen seiner Abschnitte Fügestöße 16 bildet, in denen die Versetzungsdichte im Gefüge geringer ist als die Versetzungsdichte in den am ersten Teil 2 durch Kaltumformen hergestellten Verformungsbereichen 18. Da die Schweißnähte 17 nun außerhalb der Verformungsbereiche 18 bzw. Biegekanten angeordnet sind, wird eine Veränderung der durch die Kaltumformung geschaffenen, guten Festigkeitsei-io genschaften vermieden, wie oben beschrieben.

Der hülsenförmige Teil 3, 4 bildet an seiner äußeren Umfangsfläche den Flächenteil 36 aus, der gemeinsam mit der Anlagefläche 14 einen rechten Winkel einschließt. Ebenso bildet der etwa trapezförmige, erste Teil 2 zur äußeren Umfangsfläche des Teiles 3,4 benachbarte Flächenteile 15 20, 37, 38, 39 aus, die jeweils mit der betreffenden Anlagefläche 7 einen rechten Winkel ein schließen. Wie in Fig. 8 ersichtlich, sind die auf dieselbe Seite weisenden Flächenteile 21, 36, 37, 39 der Teile 2, 3, 4, 34 um einen Versatz 40, 40' in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet, sodass die miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, 4, 34 zumindest an den durch die spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflä-20 chen 7, 14 der Teile 2, 3, 4, 34 gebildeten Fügestöße 16 jeweils eine Abstufung ausbilden. Ebenso sind die Flächenteile 20, 21 der Teile 2, 34 um den Versatz 19 in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet sind, wie bereits oben ausführlich beschrieben. 25 Wesentlich ist, dass die Fügestöße 16 stets entfernt von einer Außenkontur eines der zu verschweißenden Teile 2, 3, 4, 34 ausgebildet und gegenüber dieser rückversetzt sind.

Der horizontale Versatz 40 entspricht einem dem Normalabstand zwischen einer durch einander angrenzenden Flächenteile 27, 37 begrenzte Kante des ersten Teiles 2 und einer an die 30 äußere Umfangsfläche der Hülse angelegten, parallel zur vertikalen Schwerachse 41 des profilartigen Teiles 2 verlaufenden Tangente. Der vertikale Versatz 40' entspricht einem dem Normalabstand zwischen einer durch einander angrenzende Flächenteile 27, 39, 21, 35 begrenzte Kante des ersten und vierten Teiles 2, 34 und einer an die äußere Umfangsfläche der Hülse angelegten, parallel zur horizontalen Schwerachse 42 des profilartigen Teiles 2 verlaufenden 35 Tangente.

Wie in Fig. 8 ersichtlich, ist ein Innendurchmesser der Hülse kleiner als die Breite des U-förmi-gen Teiles 2 und geringfügig größer als die lichte Weite zwischen den Schenkeln 12 des ersten Teiles 2. Jede Hülse begrenzt an den stirnseitig am ersten Teil 2 vorgesehenen Anlage-40 und/oder Positionierflächen 7, 8 Kreisabschnitte, die Stützflächen 43 bilden, gegen die ein nur in Fig. 9 in strichlierte Linien eingetragenes Lager 44, insbesondere Wälz- oder Gleitlager, positioniert ist. Über die Lager 44 ist an der Baugruppe 1 eine nicht dargestellte Welle, insbesondere eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges, drehbar gelagert. Die Baugruppe 1 ist nach dieser Ausführung als Lagerungskasten bzw. Lenkgehäuse zum Umgeben der Lenkwelle aus-45 gebildet und zeichnet sich vor allem durch ihre hohe Steifigkeit, die einfache und genaue Lagerung der Welle sowie die wirtschaftliche Fertigung derselben aus.

Die in den Fig. 11 und 12 beschriebene Ausführungsvariante der Baugruppe 1 unterscheidet sich von jener nach den Fig. 8 bis 10 nur dadurch, das der erste Teil 2, insbesondere Blechteil so im Querschnitt U-förmig gestaltet ist und der hülsenförmige Teil 3, 4 einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als die Breite des U-förmigen Teiles 2, während der Innendurchmesser des hülsenförmigen Blechabschnittes 3, 4 geringfügig größer ist als die lichte Weite zwischen den Schenkeln 12 des ersten Teiles 2, sodass jede Hülse an den stirnseitig am ersten Teil 2 vorgesehenen Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8 Kreisabschnitte begrenzt. Die Schweißes nähte 17, die an den betreffenden, durch die einander zugeordneten, zusammenwirkenden 12 AT 500 656 B1

Anlageflächen 7, 14 der miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, 4 begrenzten Fügestößen 16 angeordnet werden, sind als Kehlnähte zwischen den senkrechten aufeinander ausgerichteten Flächenteilen 28, 37, 39 des ersten, zweiten und dritten Teiles 2, 3, 4 ausgebildet. Der hülsenförmige Teil 3, 4 bildet an seiner äußeren Umfangsfläche den Flächenteil 36 aus, der 5 gemeinsam mit der Anlagefläche 14 einen rechten Winkel einschließt. Ebenso bildet der etwa U-förmige Teil 2 zur äußeren Umfangsfläche des Teiles 3, 4 benachbarte Flächenteile 37, 39 aus, die jeweils mit der betreffenden Anlagefläche 7 einen rechten Winkel einschließen. Wie in Fig. 11 eingetragen, sind die auf die selbe Seite weisenden Flächenteile 36, 37, 39 der Teile 2, 3, 4 um den Versatz 40, 40' in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene io versetzt angeordnet, sodass die miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, 4 zumindest an den, durch die spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 3, 4 gebildeten Fügstößen 16 jeweils eine Abstufung ausbilden. Die Hülsen werden nach dem Positionieren gegenüber dem ersten Teil 2 auf der, dem Stirnende des ersten Teiles 2 zugewandten Rückseite an den Fügestößen 16 miteinander verschweißt. 15

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 13 und 14 ist eine weitere Ausführungsvariante der Baugruppe 1 in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Die Baugruppe 1 besteht nach dieser Ausführung aus vier Teilen 2, 3, 4 (in diesen Figur nicht eingetragen) 34, insbesondere Blechteilen aus Stahl. Der erste und vierte Teil 2, 34 bzw. Blechteil sind durch reine spanlose Form-20 gebung und Verformung hergestellt. Hierzu werden an einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten Blechstück zunächst entlang dessen Längserstreckung parallel zueinander verlaufende Längsriefen ausgeformt. Danach wird das Blechstück in die U-Förm zum ersten Teil 2 umgeformt. Der zweite und dritte Teil 3, 4 sind ident ausgebildet und jeweils aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten Blechstück hergestellt, an dem die La-25 geraugen 24 ausgestanzt werden. Somit sind auch die Teile 3, 4 durch reine spanlose Formgebung hergestellt. Der vierte Teil 34 ist ebenfalls aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten, ebenen Blechstück hergestellt, an dem eine sich in dessen Längsrichtung erstreckende Längsriefe ausgebildet ist, die aus dem ebenen Blechstück ausgeformt wird. 30 Der U-förmige, erste Teil 2 bzw. Blechteil ist an seinen Schenkeln 12 und der diese verbindenden Basis 11 jeweils mit einem Anlage- und Positioniervorsprung 6 versehen, der von der Längsriefe ausgebildet ist. Diese Anlage- und Positioniervorsprünge 6 ragen an den, an der Außenseite des ersten Teiles 2 ausgebildeten Flächenteilen 37, 39 vor und bilden an deren freien Enden jeweils eine ebene Anlagefläche 7 sowie zumindest eine, bevorzugt zwei Positio-35 nierflächen 8 aus. Die Anlage- und Positionierflächen 6, 7 eines jeden Anlage- und Positioniervorsprunges 6 verlaufen in einer Ebene und parallel zu den Flächenteilen 37, 39.

Der zweite und dritte Teil 3 bzw. Blechteil sind in Stimansicht betrachtet, etwa rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet und an den Stirnenden des ersten Teiles 2 vorgesehen sowie 40 über noch näher zu beschreibende Schweißverbindungen mit diesem verbunden. Jeder dieser Teile 3, 4 bildet an seiner äußeren Umfangsfläche zwei parallel zueinander verlaufende Flächenteile 29 und zwei rechtwinkelig zu diesen verlaufende Flächenteile 31 aus. Diese Flächenteile 29, 31 bilden die Anlage- und Positionierflächen 14, 15 und verlaufen mit diesen in einer Ebene sowie parallel zu den Anlage- und Positionierflächen 7, 8. In einer möglichen Variante 45 schließt der vom ersten Teil 2 abgewandte Flächenteil 33 der Teile 3, 4 mit dem stirnseitigen Flächenteil 27 des ersten Teiles 2 bündig ab.

Der vierte Teil 34 bzw. Blechteil weist ebenfalls einen Anlage- und Positioniervorsprung 6 auf, der von der Längsriefe ausgebildet ist und weist eine Anlagefläche 7 und zumindest eine, be-50 vorzugt zwei beidseitig zu dieser vorgesehene Positionierflächen 8 auf. Stimseitige Flächenteile 45 des vierten Teiles 34 schließen bündig mit den Flächenteilen 27 der ersten Teiles 2 ab. Die beschriebenen Anlage- und Positioniervorsprünge 6 der Teile 2, 34 sind aufeinander zugerichtet. 55 Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 3, 4, 34 1 3 AT 500 656 B1 bilden jeweils einen Fügestoß 16 aus, entlang dem ein nicht dargestellter Schweißstrahl geführt ist, sodass eine Schweißnaht 17 entsteht, die als I-Naht ausgebildet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des jeweiligen Fügestoßes 16, der durch die aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 begrenzt ist, erstreckt. 5

Der vierte Teil 34 ist einerseits mit dem zweiten und dritten Teilen 3, 4 und andererseits mit den Schenkeln 12 des ersten Teiles 2 verschweißt. Dazu sind an den Schenkeln 12 an den frei vorragenden Flächenteilen 47 jeweils mehrere, in Richtung der Längsachse des ersten Teiles 2 im Abstand voneinander angeordnete Anlage- und Positioniervorsprünge 6 vorgesehen. Jeder io Anlage- und Positioniervorsprung 6 weist wiederum die Anlagefläche 7 sowie die beidseits zu dieser ausgebildeten Positionierflächen 8 aus. Der vierte Teil 34 ist an dem, den Schenkeln 12 zugewandten Flächenteil 48 mit den Anlage- und Positioniervorsprüngen 6 zugeordneten Anlage- und Positionierflächen 14, 15 versehen. Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 34 bilden jeweils einen Fügestoß 16 aus, entlang dem die 15 Schweißnaht 17 ausgebildet ist. Die Schweißnaht 17 an den Fügestößen 16 ist durch eine Kehlnaht oder I-Naht gebildet. Die in Richtung der Längsachse verlaufenden, voneinander abgewandten Flächenteile 49 und die voneinander abgewandten Flächenteile 37 des ersten Teiles 2 sind um einen Versatz 19 in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet, sodass die mittels den Anlageflächen 7, 14 anein-20 ander stoßenden Teile 2, 34 eine Abstufung in den betreffenden Fügestößen 16 bilden.

Wie in den Fig. eingetragen, sind die zu den Anlageflächen 7, 14 parallel verlaufende Flächenteile 37, 39, 29, 31, 46 der Teile 2, 3, 4, 34 um einen horizontalen und vertikalen Versatz 19, 19' in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt ange-25 ordnet, sodass die mittels den Anlageflächen 7, 14 aneinanderstoßenden Teile 2, 3, 4, 34 eine Abstufung in den betreffenden Fügestößen 16 bilden.

Die Fügestöße 16 sind dabei außerhalb der durch Kaltumformen hergestellten Verformungsbereiche 18, daher den Biegekanten angeordnet, sodass die Schweißnähte 17 in jenen Abschnit-30 ten des umgeformten Teiles 2 angeordnet werden, in denen eine Versetzungsdichte des Grundmaterials geringer ist als die Versetzungsdichte in den Verformungsbereichen 18. Die Anfangs- und Endabschnitte der Schweißnähte 17 liegen jeweils zumindest um die doppelte Dicke bzw. Blechdicke entfernt vom jeweiligen Verformungsbereich 18. Die Positionierflächen 8, 15 können im Gegensatz zu den Anlageflächen 7, 14 an die Verformungsbereiche 18 angren-35 zen oder sogar durch diese bereichsweise ausgebildet werden.

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 15 und 16 ist eine weitere Ausführungsvariante der Baugruppe 1 in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Die beiden Teile 2, 3, insbesondere Blechteile sind jeweils aus einem nach Maß zugeschnittenen, vorzugsweise gestanzten Blechstück 40 hergestellt und sind an deren einander zugewandten Flächenteilen 50, 51 die mit diesen in einer Ebene verlaufenden Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 ausgebildet. Die im Stumpfstoß aneinanderliegenden Teile 2, 3 bilden den, durch die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der Teile 2, 3 begrenzten Fügestoß 16 aus, entlang dem beispielsweise zwei in entgegengesetzte Schweißrichtungen hergestellte Schweißnähte 45 17, 17' hergestellt werden. Andererseits kann aber auch nur eine Schweißnaht 17 vorgesehen sein, die sich über die gesamte Länge des Fügestoßes 16 durchgehend erstreckt. Die beiden Schweißnähte 17, 17' sind in Richtung zueinander und in Richtung zu einem gemeinsamen Treffpunkt gerichtet, wobei benachbarte Endabschnitte der Schweißnähte 17, 17' am gemeinsamen Treffpunkt einander überlappen oder am gemeinsamen Treffpunkt enden. Der Treff-50 punkt liegt in einem spannungsarmen oder für die Festigkeitseigenschaften unkritischen Bereich der Baugruppe 1.

Wie in Fig. 15 dargestellt, bildet der erste Teil 2 einen ebenen Flächenteil 52 aus, der mit den Anlage- und Positionierflächen 7, 8 einen rechten Winkel einschließt, und der zweite Teil 3 55 einen Flächenteil 53 aus, der mit den Anlage- und Positionierflächen 14, 15 einen rechten Win- 14 AT500 656B1 kel einschließt. Die Flächenteile 52, 53 der Teile 2, 3 sind um den Versatz 19 in Richtung einer zu den Anlageflächen 7, 14 parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet, sodass die mittels den Anlageflächen 7,14 aneinanderstoßenden Teil 2, 3 eine Abstufung am Fügestoß 16 bilden. 5

Fig. 17 zeigt eine Weiterbildung der Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 von zwei miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, insbesondere Blechteilen. Einer der Teile 2 ist mit zwei Anlage- und Positioniervorsprüngen 6 versehen, während der andere Teil 3 Anlage- und Positionierflächen 8, 15 aufweist, die in der Ebene mit dem zum Teil 2 weisenden, ebenen Flächen-io teil 51 verlaufen. Die voneinander getrennten Anlage- und Positioniervorsprünge 6 ragen am Flächenteil 50 vor und bilden jeweils nur eine Anlagefläche 7 und eine an diese angrenzende Positionierfläche 8 aus. Sind die Teile 2, 3 gegeneinander angelegt, liegen deren Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 gegenüber und bilden die Anlageflächen 7, 14 die Fügestöße 16 aus, die benachbart angeordnet sind. Die zwei Teile 2, 3 sind, wie gezeigt, in einer Ebene oder 15 in zwei parallelen Ebenen angeordnet, können aber genauso gut auch in zwei Ebenen angeordnet werden, die einen rechten Winkel einschließen.

Fig. 18 zeigt zwei verschweißte Teile 2, 3, insbesondere Blechteile, die in zwei Ebenen recht-winkelig zueinander angeordnet und deren Flächenteile 52, 53 um den Versatz 19' in Richtung 20 einer zu den Anlageflächen 7, 14 (nicht eingetragen) parallelen Ebene gegeneinander versetzt angeordnet sind. Der zweite Teil 3 ist am Stirnende mit einer Prägung versehen und bildet an seinem stirnseitigen Flächenteil die Anlage- und Positionierflächen 7, 14 (nicht eingetragen) aus, wobei der Flächenteil 52, 53 und die Anlage- und Positionierflächen 7, 14 einen rechten Winkel einschließen. Ebenso bildet erste Teil 2 an seinem dem zweiten Teil 3 zugewandten 25 Flächenteil die Anlage- und Positionierflächen 8, 15 (nicht eingetragen) aus. Die Anlage- und Positionierflächen 7, 8, 14, 15 der Teile 2, 3 liegen jeweils mit dem ebenen Flächenteil in einer Ebene. Sind die Teile 2, 3 gegeneinander angelegt, liegen deren Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 gegenüber und bilden die Anlageflächen 7, 14 zumindest einen, bevorzugt zwei voneinander getrennte Fügestöße 16 aus. Jede Schweißnaht 17 erstreckt sich über die Länge 30 des Fügestoßes 16 außerhalb des Verformungsbereiches 18 und ist als I-Naht ausgebildet. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Schweißnaht 17 nicht über den Flächenteil 53 hervorsteht und deshalb der Flächenteil 53 als Funktionsfläche unbehindert eingesetzt werden kann. 35 In Fig. 19 ist eine Variante der Schweißverbindung zwischen zwei Teilen 2, 3, insbesondere Blechteilen gezeigt, bei der die einander zugewandten Flächenteile 50, 51 mit jeweils einem oder, wie in dieser Figur gezeigt, zwei aufeinander zulaufenden Anlage- und Positioniervorsprüngen 6 versehen sind. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6 ragen an den Flächenteilen 50, 51 des ersten und zweiten Teiles 2, 3 vor. Jeder dieser Anlage- und Positioniervorsprünge 6 40 weist die nicht weiters eingetragenen Anlage- und Positionierflächen 7, 14, 8, 15 auf. Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 der paarweise gegenüberliegenden Anlage- und Positioniervorsprünge 6 bilden zwei Fügestöße 16 aus, entlang denen jeweils eine Schweißnaht 17 gelegt wird. Die mit den Anlageflächen 7, 14 aneinanderstoßenden Teile 2, 3 bilden wiederum die oben bereits vielfach in Ausführungen beschriebene Abstufung 45 an jedem Fügestoß 16 oder verlaufen in einer Ebene.

In den gemeinsam beschriebenen Fig. 20 und 21 ist ein Teilabschnitt der Baugruppe 1 gezeigt. Nach Fig. 20 sind die zu verschweißenden Teile 2, 3, insbesondere Blechteile in zwei parallelen Ebenen angeordnet, während nach Fig. 21 die zwei zu verschweißenden Teile 2, 3, insbeson-50 dere Blechteile in zwei Ebenen angeordnet sind und einen Winkel von vorzugsweise 90° einschließen. Nach diesen Ausführungen schließen die Anlagefläche 7,14 (in diesen Figuren nicht ersichtlich) und Positionierfläche 8, 15 des ersten und zweiten Teiles 2, 3 einen Winkel von 90° ein. Die spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 begrenzen den Fügestoß 16, entlang dem die Schweißnaht 17 angebracht wird. Die Teile 2, 3 bilden die Flächenteile 52, 53 aus, 55 welche mit den Anlageflächen 7, 14 einen Winkel von 90° einschließen und parallel zu den 1 5 AT 500 656 B1

Positionierflächen 8, 15 verlaufen. Die Flächenteile 52, 53 sind wiederum um den Versatz 19 in zu den Anlageflächen 7, 14 paralleler Ebene versetzt angeordnet, sodass die Teile 2, 3 eine Abstufung am Fügestoß 16 bilden. 5 In den Fig. 22 bis 27 sind weitere Ausführungen der Schweißverbindung für eine Baugruppe 1 gezeigt. Der erste Teil 2, insbesondere ein Blechteil, ist nach den Fig. 22 und 23 an seinem, dem zweiten Teil 3, insbesondere ein Blechteil, zugewandten Flächenteil 50 mit mindestens einem vorragenden Anlage- und Positioniervorsprung 6 versehen, der die in einer Ebene liegenden Anlage- und Positionierflächen 7, 8 ausbildet. Die Teile 2, 3 sind entweder in einer io Ebene oder in einer zu den Flächenteilen 52, 53 senkrechten Richtung um einen Versatz gegeneinander versetzt angeordnet, sodass zwischen den Teilen zumindest am Fügestoß 16 eine Abstufung, wie oben beschrieben, ausgebildet ist.

Zumindest einer der zu verschweißenden Teile 2 ist auf der Oberseite im Bereich der dem 15 gegenüberliegenden Teile 3 benachbarten Kante mit einem durch einen Schweißstrahl, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahl, aufschmelzbaren Schweißsteg 54 versehen, wie in Fig. 22, 24, 25 im Zustand vor dem Schweißen dargestellt. Dieser gratartige Schweißsteg 54 erstreckt sich nach dieser Ausführung oberhalb der Anlagefläche 7 über eine Länge, die der gesamten Länge vom Fügestoß 16 entspricht, entlang dem die Schweißnaht 17 entsteht, wie in 20 Fig. 23 gezeigt. Die Kante ist durch den einer Einfallseite vom Schweißstrahl benachbarten Flächenteil 52 und der winkelig zu diesem verlaufenden Anlagefläche 7 gebildet, wobei ein zwischen diesen eingeschlossener Winkel vorzugsweise 90° beträgt. Der Schweißsteg 54 weist eine etwa zwischen 5 % und 50 % der maximalen Dicke bzw. Blechdicke des ersten Teiles 2 entsprechende Höhe 55 und Breite 55' auf und überragt die Anlage- und/oder Positionierfläche 25 7, 8. Als günstig hat sich eine Höhe 55 und Breite 55' zwischen 0,2 mm und 1,5 mm erwiesen.

Die Mindestlänge entspricht zumindest der doppelten Blechdicke des ersten Teiles 2.

Die Fig. 24 bis 26 zeigen eine Ausführung, bei der die Anlageflächen 7, 14 durch die einander zugewandten, stirnseitigen Flächenteile 50, 51 der gegenüberliegenden Teile 2, 3, insbesonde-30 re Blechteile, gebildet sind. Die im wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 bilden den Fügestoß 16, wie in Fig. 26 dargestellt. Der gratartige Schweißsteg 54 erstreckt sich nach dieser Ausführung oberhalb der Anlagefläche 7 über eine Länge, die der gesamten Länge der Kante bzw. vom Fügestoß 16 entspricht, entlang dem die Schweißnaht 17 entsteht. Wesentlich ist, dass der Schweißsteg 54 so angeordnet ist, dass die Anlageflächen 7, 14 der 35 Teile 2, 3 auf jeden Fall stumpf bzw. im wesentlichen spaltfrei aneinander stoßen können. Gegebenenfalls weisen die miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3 auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils die Anlagefläche 7, 14 und zusätzlich wenigstens eine, bevorzugt zwei zur Anlagefläche 7, 14 beidseitig angeordnete, parallele Positionierflächen 8, 15 auf, die in einer Ebene mit dem betreffenden, stirnseitigen Flächenteil 50, 51 verlaufen. Nach dem vollständigen 40 Abschmelzen des Schweißsteges 54, verläuft eine Oberfläche der Schweißnaht 17 annähernd in der Ebene der Flächenteile 52, 53.

Der Schweißsteg 54 ist am ersten Teil 2 einstückig angeformt. Ist der erste Teil 2 beispielsweise als Stanzteil ausgebildet, kann der Schweißsteg 54 durch einen beim Herstellprozess entste-45 henden Stanzgrat gebildet werden.

Von Vorteil ist auch eine in Fig. 27 gezeigte Ausführung, bei der die zu verschweißenden Teile 2, 3 in zwei Ebenen angeordnet sind und einen Winkel von vorzugsweise 90° einschließen, wobei die äußeren, parallelen Flächenteilen 51, 52 um den Versatz 19 gegeneinander versetzt so angeordnet, sodass zwischen den Teilen 2, 3 zumindest am Fügestoß 16 eine Abstufung, wie oben beschrieben, ausgebildet ist. Die Flächenteile 51, 52 schließen jeweils mit der ebenen Anlagefläche 7, 14 einen rechten Winkel ein. Nach dem Abschmelzen des Schweißsteges 54 entsteht eine optimale Verrundung der Schweißnaht (nicht gezeigt) zwischen den Flächenteilen 51, 52. 55

J 16 AT 500 656 B1

Durch entsprechende Wahl eines Fokusdurchmessers und/oder einer Neigung der Achse des entlang dem Schweißsteg 54 zu führenden Schweißstrahles, insbesondere des Laserstrahles, werden während dem Schweißvorgang am Fügestoß 16 Teilbereiche vom Grundmaterial des ersten und/oder zweiten Teiles 2, 3 sowie der Schweißsteg 54 vollständig abgeschmolzen. Der 5 Schweißsteg 54 bildet demnach einen Bestandteil der herzustellenden Schweißnaht 17 oder sogar vollständig die herzustellende Schweißnaht 17. Die Schweißnaht 17 ist ausschließlich durch das bereichsweise aufgeschmolzene Grundmaterial der zu verschweißenden Teile 2, 3 und aufgeschmolzene Grundmaterial vom Schweißsteg 54 gebildet. io Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dass der einteilige Anlage- und Positioniervor-sprung 6 nicht als einschränkend zu betrachten ist. Genauso gut ist auch eine Ausführung möglich ist, bei der der Anlage- und Positioniervorsprung 6 mehrteilig ausgebildet ist und der Anlagevorsprung 6 und Positioniervorsprung 6' getrennt voneinander ausgebildet sind, wie in Fig. 28 gezeigt. Der Anlagevorsprung 6 bildet ausschließlich die Anlagefläche 7 und der Positi-15 oniervorsprung 6' ausschließlich die Positionierfläche 14 aus. Die Anlage- und Positioniervorsprünge 6, 6' weisen jeweils eine Länge 10 zwischen 6 mm und 70 mm auf. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Länge 10 aber zumindest die doppelte Dicke bzw. Blechdicke des zweiten Teiles 3 aufweisen soll. Die Breite der Anlage- und Positioniervorsprünge 6, 6' entspricht jeweils der Dicke bzw. Blechdicke des zweiten Teiles 3. 20

Nach gezeigter Ausführung weist der zweite Teil 3 in Richtung seiner Längsachse mehrere im Abstand voneinander getrennte Anlagevorsprünge 6 und Positioniervorsprünge 6' auf, die an den parallel zur Längsachse verlaufenden Flächenteilen 5 angeordnet sind. Die Anlagevorsprünge 6 bilden die Anlageflächen 7 und die Positioniervorsprünge 6' die Positionierflächen 8 25 aus. Der erste Teil 2, wie er in den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, weist die den Anlagevorsprüngen 6 und Positioniervorsprüngen 6’ zugeordneten Anlage- und Positionierflächen 14, 15 auf, wobei die aneinanderstoßenden Anlageflächen 14 dieses Teiles 2 mit den Anlageflächen 7 des anderen Teiles 2 die Fügestöße 16, an denen die Schweißnähte 17 angeordnet werden, bilden und die Positionierflächen 8, 15 der Teile 2, 3 ebenso aneinander stoßen. Die Anlage-30 und Positionierflächen 7, 8 verlaufen in einer Ebene parallel zueinander und parallel zu den Flächenteilen 5.

In den Fig. 29 und 30 ist ein Abschnitt der miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, (4), (34) und Baugruppe 1 gezeigt. Die miteinander zu verschweißenden Teile 2, 3, (4), (34) weisen auf 35 ihren einander zugewandten Seiten ausschließlich jeweils zumindest eine Anlagefläche 7, 14 auf. Zumindest einer der Teile 2 umfasst ausschließlich einen am Flächenteil 50 vorragenden Anlagevorsprung 6, der die Anlagefläche 7 ausbildet. Die der Anlagefläche 7 gegenüberliegende, parallele Anlagefläche 14 verläuft in der Ebene mit dem Flächenteil 51. Die aneinanderstoßenden Anlageflächen 7, 14 bilden den Fügestoß 16. Die Schweißnaht 17 ist als I-Naht oder 40 Kehlnaht und im wesentlichen über die gesamte Länge des Fügestoßes 16 durchgehend ausgebildet. Ist beispielsweise der erste Teil 2 im Querschnitt U-förmig, so werden die Teile 2, 3 derart zueinander positioniert sind, dass der zweite Teil 3 mit dem ersten Teil 2 in jenem Abschnitt des ersten Teiles 2 den Fügestoß 16 bildet, in dem eine Versetzungsdichte des Grundmaterials geringer ist als die Versetzungsdichte des Gefüges in einem am ersten Teil 2 durch 45 Kaltumformen hergestellten Verformungsbereich 18, wie in den vorhergehenden Fig. gezeigt. Die zu verschweißenden Teile 2, 3 sind entweder in einer Ebene oder in einer zu den Flächenteilen 50, 51 senkrechten Richtung um einen Versatz gegeneinander versetzt angeordnet, sodass zwischen den Teilen 2, 3, (4), (34) zumindest am Fügestoß 16 eine Abstufung, wie oben beschrieben, ausgebildet ist. 50

Die hier beschriebene Ausführung ist auf die in den Fig. 1 bis 19 übertragbar, wobei dann jeder Anlage- und Positioniervorsprung 6 der entsprechenden Teile 2 bis 4, 34 ausschließlich durch einen Anlagevorsprung 6 gebildet ist, der nur die Anlagefläche 7 ausbildet. Der Anlagevorsprung 6 weist eine Länge 10 zwischen 6 mm und 70 mm auf. Die Länge 10 sollte aber zumin-55 dest die doppelte Dicke bzw. Blechdicke des Teiles 2, an dem der Anlagevorsprung 6 ange- 1 7 AT 500 656 B1 formt ist, aufweisen. Die Breite des Anlagevorsprunges 6 entspricht jeweils der Dicke bzw. Blechdicke des Teiles 2. Bei dieser Ausführung ist von Vorteil, dass sich die Schweißnaht 17 über die gesamte Länge des Anlagevorsprunges 6 erstreckt und deren Anfangs- und Endabschnitte verrundet verlaufen, sodass auch im Anfang- und Endabschnitt der Schweißnaht 17 ein ungestörter Kraftfluss möglich ist und eine Schwächung des tragenden Nahtquerschnittes vermieden wird.

Schlussendlich ist nach den gezeigten Ausführungen von Vorteil, wenn die Anfangs- und Endabschnitte der Schweißnaht 17 jeweils zumindest um die einfache Dicke bzw. Blechdicke eines Teiles 2 bis 4, 34 entfernt vom jeweiligen Verformungsbereich 18 liegt.

Die beschriebenen Schweißnähte 17 können unabhängig von der Ausbildung und Anordnung der Teile 2, 3, 4, 34 zueinander, an einem Fügestoß 16 von dessen abgewandten Außenabschnitten zu dessen Innenabschnitt aufeinanderzulaufen (siehe Fig. 16). Die Endabschnitte der Schweißnähte 17 können einander überlappen oder nur angrenzen. Andererseits können die Schweißnähte 17 an zwei getrennten Fügestößen 16 angeordnet werden, wobei die Schweißnähte 17 in entgegengesetzte Richtungen jeweils vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt der Fügestöße 16 (siehe Fig. 17) oder in gleicher Richtung vom Außenabschnitt zum Innenabschnitt und vom Innenabschnitt zum Außenabschnitt der Fügestöße 16 (siehe Fig. 19) verlaufen. Die Schweißnähte 17 sind dabei in Richtung zueinander und in Richtung zu einem zwischen den Außenabschnitten liegenden, gemeinsamen Treffpunkt gerichtet. Die benachbarten Endabschnitte der aneinanderstoßenden Schweißnähte 17 liegen bzw. der Treffpunkt liegt in einem spannungsarmen oder für die Festigkeitseigenschaften unkritischen Abschnitt der Baugruppe 1.

Die oben beschriebenen Teile 2, 3, 4, 34 sind vorzugsweise aus demselben Werkstoff, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium, hergestellt und weisen eine Zugfestigkeit von 200 N/mm2 bis 400 N/mm2 auf. Eine Reduzierung vom Gesamtgewicht und vorteilhafte Festigkeitseigenschaften der Baugruppe 1 werden erreicht, wenn man Werkstoffe verwendet, die eine Zugfestigkeit von 700 N/mm2 bis 900 N/mm2 aufweisen.

Es sei noch an dieser Stelle hingewiesen, dass durch den Versatz 19, 19', 40, 40' der Teile 1 bis 4, 34 die Überlappungsbreite am Fügestoß 16 zwischen den Teilen 1 bis 4, 34 geringer als die Dicke des Teiles 1 bis 4, 34. Beim Strahlschweißen kommt es in der Schweißnaht 17, daher im Schmelzebad und dem unmittelbar an dieses angrenzende Grundmaterial der Teile 1 bis 4, 34 zur Aufhärtung. Durch geeignete Werkstoffauswahl der Teile 1 bis 4, 34 wird dieser Aufhärtevorgang so gesteuert, dass einerseits ein entsprechender Festigkeitsanstieg in der Schweißnaht 17 erreicht wird und andererseits es aber zu keinen Härterissen in der Schweißnaht 17 kommt. Das bewirkt, dass die Schweißnaht 17 unter normalen Belastungsfällen niemals reißt, da die mechanische Belastbarkeit der Schweißnaht 17 trotz geringerem Nahquerschnitt immer größer ist als die mechanische Belastbarkeit des umliegenden Grundmaterials der Teile 1 bis 4, 34. Es ist nun durchaus möglich, die Festigkeitserhöhung im Bereich des Fügestoßes 16 bzw. in der Schweißnaht 17 etwa zwischen 50 % und 300 % zu wählen.

Wenngleich in den Fig. ausschließlich Blechteile gezeigt sind, ist es im Rahmen der Erfindungen genauso gut möglich, dass zumindest einer der Teile beispielsweise durch einen Schmiedeteil gebildet ist, der durch Kaltschmieden (Kaltumformen) maßgenau hergestellt ist. Ebenso kann einer der Teile durch einen Massivumformteil gebildet sein, beispielsweise ein Schmiedeteil der durch Warm- oder Kaltschmieden maßgenau hergestellt ist.

Im Folgenden soll nun die Art und Weise der Herstellung einer Baugruppe 1 näher beschrieben werden.

Vorerst werden die Teile 2 bis 4, 34 jeweils aus einem flachen Blechstück ausgeschnitten, insbesondere ausgestanzt, und gegebenenfalls durch Biegen in ihre entsprechende Form 18 AT 500 656 B1 umgeformt. Ist der Teil ein Schmiedeteil, wird dieser mit Raumtemperatur durch Schmieden in seine entsprechende Form umgeformt. Wesentlich ist, dass die Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 14, 8, 15 mit hoher Präzision hergestellt werden. Im Gegensatz dazu, können die verbleibenden Flächenteile, die an die Anlage- und/oder Positioniervorsprünge 6 oder Anlage-5 und/oder Positionierflächen 6, 14, 7, 15 angrenzen, mit niedriger Genauigkeit hergestellt werden. Die vor dem Zusammenfügen bzw. Schweißen maßgenau bearbeiteten Teile 2 bis 4, 34 werden in einer Schweißanlage mittels Spannwerkzeugen von Spann- und Positioniereinrichtungen (nicht gezeigt) fixiert gehalten und mittels Verstelleinrichtungen (nicht gezeigt) relativ zueinander positioniert/ausgerichtet und mit ihren korrespondierenden, vorzugsweise paralle-io len, ebenen Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 14, 8, 15 mit einer Vorspannkraft gegeneinander angepresst. Danach werden die Teile 2 bis 4, 34 mittels Strahlschweißen, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, am Fügestoß 16 durch bereichsweises Aufschmelzen vom Grundmaterial der miteinander zu verschweißenden Teile 2 bis 4, 34 unlösbar miteinander verbunden. Die Vorspannkraft bleibt während dem gesamten Schweißvorgang vorzugsweise 15 konstant, da die zu verschweißenden Teile 2, 3, 4, 34 stets mit ihren, einander zugeordneten Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 14, 8, 15 gegeneinander abgestützt sind.

Oftmals stellt sich bei der Herstellung der Baugruppe 1 das Problem, dass die durch Umformung hergestellten, einzelnen Teile 1 bis 4, 34 nicht die an ihnen gestellte Formgenauigkeit 20 aufweisen. Beispielsweise muss beim Biegen immer mit einer Formungenauigkeit durch Rückfederung des umgeformten Blechabschnittes gerechnet werden.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 31 und 32 ein Verfahren zur Herstellung der Baugruppe 1 beschrieben, bei dem diese Formungenauigkeiten auf ein zulässiges Maß reduziert werden. 25

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Schweißanlage vorgesehen, die eine schematisch dargestellte, erste Spann- und Positioniereinrichtung 56 für den maßgenau zugeschnittenen und gegebenenfalls umgeformten oder nur umgeformten, ersten Teil 2, eine Schweißeinrichtung 58, eine Halterung 59 für zumindest einen nach Maß zugeschnittenen und gegebenenfalls 30 umgeformten oder nur umgeformten, zweiten Teil 3 sowie eine zweite Spann- und Positioniereinrichtung 60 für den zweiten Teil 3 aufweist.

Die erste Spann- und Positioniereinrichtung 56 zum bedarfsweisen Aufnehmen, Positionieren und Spannen des ersten Teiles 2 weist zumindest zwei, nach gezeigter Ausführung beispiels-35 weise drei getrennt ansteuerbare Spannwerkzeuge 57, 57', 57", insbesondere Spannzangen, mit verstellbaren Spannelementen auf. Eines der Spannwerkzeuge 57 spannt bzw. hält den U-förmigen Teil 2 an der Basis 11, während die zwei weiteren Spannwerkzeuge 57’, 57" jeweils einen Schenkel 12 spannen bzw. halten, sodass der Teil 2 in Position bzw. Sollform fixiert gehalten ist. Maßungenauigkeiten, wie beispielsweise die lichte Weite zwischen den Schenkeln 40 12, am Teil 2, die auf die Gesamtgenauigkeit der Baugruppe 1 negative Auswirkungen hätten, werden durch gezielte Steuerung der Spannwerkzeuge 57, 57’, 57" wirkungsvoll ausgeglichen. Für diesen Zweck weist die Spann- und Positioniereinrichtung 56 von stufenlos steuerbaren Servoantrieben angetriebene Verstelleinrichtungen 66, 66', 66" auf, mit denen die Spannwerkzeuge 57, 57', 57" beliebig im Raum bewegbar bzw. positionierbar sind. Beispielsweise ist jedes 45 Spannwerkzeug 57, 57', 57" auf einem vorzugsweise mittels stufenlos steuerbaren Servoantrieben beliebig im Raum bewegbaren bzw. positionierbaren Schlitten der Verstelleinrichtung 66, 66', 66" gelagert. Wie nicht weiters gezeigt, ist außerdem die gesamte, erste Spann- und Positioniereinrichtung 56 auf einem mittels stufenlos steuerbaren Servoantrieb angetriebene Verstelleinrichtung verstellbaren Schlitten gelagert, sodass die erste Spann- und Positioniereinrichtung so 56 zumindest in Richtung auf die zweite Spann- und Positioniereinrichtung 60 horizontal im Raum bewegbar bzw. positionierbar ist. Diese Verstelleinrichtung, insbesondere der Servoantrieb, ist an eine Steuerung 67 angeschlossen.

Die zweite Spann- und Positioniereinrichtung 60 zum bedarfsweisen Aufnehmen, Positionieren 55 und Spannen des zweiten Teiles 3 umfasst zumindest ein ansteuerbares Spannwerkzeug 63, 1 9 AT 500 656 B1 insbesondere Spannzange, mit verstellbaren, insbesondere radial beweglichen Spannelementen, wie sie nur schematisch durch Pfeile angedeutet sind. Der hülsenförmige, zweite Teil 3 wird mittels des Spannwerkzeuges 63 auf einem Flächenteil 68 bzw. einer inneren Mantelfläche gespannt, wie in Fig. 31 nur schematisch durch Pfeile angedeutet. Maßungenauigkeiten, wie 5 beispielsweise der Innendurchmesser, am Teil 3, die auf die Gesamtgenauigkeit der Baugruppe 1 negative Auswirkungen hätten, werden durch gezielte Steuerung des Spannwerkzeuges 63 wirkungsvoll ausgeglichen. Für diesen Zweck weist die Spann- und Positioniereinrichtung 60 eine von stufenlos steuerbaren Servoantrieben angetriebene Verstelleinrichtung 61 auf, mit der das Spannwerkzeug 63 beliebig im Raum bewegbar bzw. positionierbar ist. Beispielsweise ist io das Spannwerkzeug 63 auf einem vorzugsweise mittels stufenlos steuerbaren Servoantrieben beliebig im Raum bewegbaren bzw. positionierbaren Schlitten der Verstelleinrichtung 61 gelagert. Wie nicht weiters gezeigt, ist außerdem die gesamte, zweite Spann- und Positioniereinrichtung 56 auf einem mittels stufenlos steuerbaren Servoantrieb angetriebene Verstelleinrichtung verstellbaren Schlitten gelagert, sodass die erste Spann- und Positioniereinrichtung 56 zumin-15 dest in Richtung auf die zweite Spann- und Positioniereinrichtung 60 horizontal im Raum bewegbar bzw. positionierbar ist. Diese Verstelleinrichtung, insbesondere der Servoantrieb, ist an eine Steuerung 67 angeschlossen.

Die Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63, insbesondere die Spannelemente, der Spann- und Posi-20 tioniereinrichtungen 56, 60 sind mittels der Stellantriebe zwischen einer unbetätigten Ausgangsstellung, wie in Fig. 31 in voller Linie für das Spannwerkzeug 63 gezeigt, und formgebenden Betätigungsstellung, wie in Fig. 31 in strichlierter Linie für das Spannwerkzeug 63' gezeigt, verstellbar ausgebildet. In der Ausgangsstellung sind die Spannflächen der Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 geringfügig distanziert zu den inneren und/oder äußeren Flächenteilen des 25 Teiles 2 bzw. zur inneren oder äußeren Mantelfläche des Teiles 3 und in der Betätigungsstellung werden die Spannflächen gegen die inneren und/oder äußeren Flächenteilen des Teiles 2 bzw. innere oder äußere Mantelfläche des Teiles 3 angepresst.

Da die Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60, insbesondere die Spannwerkzeuge 57, 57', 30 57", 63 beliebig im Raum positionierbar sind, können nun beide Teile 2, 3 aufeinander zube wegt und in radialer Richtung zueinander positioniert bzw. ausgerichtet werden. Genauso gut kann aber die im Raum positionierbare, erste Spann- und Positioniereinrichtung 56 auch auf einem ortsfesten Rahmenteil der Schweißanlage angeordnet werden, sodass nur der zweite Teile 3 relativ zum ersten Teil 2 bewegt werden kann. Der erste Teil 2 wird in diesem Fall von 35 den Spannwerkzeugen 57, 57', 57" ausschließlich in Position bzw. Sollform gehalten, nicht aber in Richtung zum zweiten Teil 3 bewegt.

Die Spannelemente der Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 für die Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60 können jeweils mittels einem Stellantrieb beliebig betätigt werden, beispielsweise 40 hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektrisch. Mit 65 ist der Stellantrieb für das Spannwerkzeug 63 der zweiten Spann- und Positioniereinrichtung 60 und mit 74, 74', 74" sind die Stellantriebe für die Spannwerkzeuge 57, 57', 57"der ersten Spann- und Positioniereinrichtung 56 bezeichnet. Zur kontrollierten Kraftbeaufschlagung des ersten und/oder zweiten Teiles 2, 3 mit den Spannwerkzeugen 57, 57', 57", 63 der ersten und/oder zweiten Spann- und Positionier-45 einrichtung 56, 60, sind diese jeweils mit einer Einrichtung zum Erfassen der auf den ersten und/oder zweiten Teil 2, 3 ausgeübten Kraft zum Verformen desselben versehen.

Schließlich ist auch die Schweißeinrichtung 58 auf einer beliebig im Raum positionierbaren Verstelleinrichtung 62 gelagert. Beispielsweise ist die Schweißeinrichtung 58, beispielsweise so ein Laser- oder Elektronenschweißkopf, auf einem vorzugsweise mittels stufenlos steuerbaren Servoantrieben beliebig im Raum bewegbaren bzw. positionierbaren Schlitten der dritten Verstelleinrichtung 62 gelagert.

Die Servoantriebe der Verstelleinrichtungen 61, 62, 66, 66', 66" und der Stellantrieb 65, 74, 74', 55 74" der Spannelemente sind an die vorzugsweise elektronische Steuerung 67 für die Schweiß- 20 AT 500 656 B1 anlage angeschlossen, die ihrerseits ein Rechnersystem und einen Regler umfasst und die Servo- und Stellantriebe ansteuert.

Wie in Fig. 32 weiters eingetragen, umfasst in einer weiteren Ausführung die Schweißanlage 5 zumindest eine Messeinrichtung 64, die vorzugsweise in einer zwischen den zwei miteinander zu verschweißenden Teilen 2, 3 verlaufenden Ebene vorgesehen ist. Diese Messeinrichtung 64 ist durch ein elektromechanisch wirkendes oder opto-elektronisches Messsystem gebildet. Letzteres weist zumindest einen optischen Sensor zur berührungslosen Erfassung einer Istform mindestens eines der Teile 2, 3 auf und kann beispielsweise durch ein Laser- oder Infrarot-io messsystem oder CCD-Kamera und dgl. gebildet werden. Das elektromechanisch wirkende Messsystem ist beispielsweise durch einen Messtaster gebildet, mit dem die Istform mindestens eines der Teile 2, 3 kontaktierend erfasst wird. Das Messsystem ist entweder in der Schweißanlage im Nahbereich der Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60 oder außerhalb der Schweißanlage vorgesehen. Nach letzterer Ausführung wird beispielsweise der an der Halten 15 rung 59 aufgelagerte Teil 3 am Messsystem vorbeitransportiert oder kurzzeitig angehalten und vermessen, wie nachfolgend beschrieben, und danach in die Schweißanlage in eine Bereitstellungsposition zwischen die Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60 transportiert.

Die oben beschriebene Halterung 59 ist entweder stationär zwischen den beiden im Abstand 20 voneinander angeordneten Spann- und Positioniereinrichtungen 60 angeordnet oder über ein Transportsystem relativ verstellbar zu den Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60.

Die Messeinrichtung 64 ist ebenfalls an die Steuerung 67 für die Schweißanlage angeschlossen, die ihrerseits das Rechnersystem und den Regler umfasst und die Stellantriebe 65, 74, 74', 25 74" in Abhängigkeit vom Soll/Istwertvergleich zwischen den von der Messeinrichtung 64 erfass ten Istwerten und in der Steuerung 67 hinterlegten Sollwerte für die Maße ansteuert.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass zwar die durch einen Abschnitt eines aus einem flachen Bleckstück umgeformten und verschweißten Rohres oder durch Tiefziehen bzw. Abstrecken 30 gebildete Hülse kostengünstig hergestellt werden kann, jedoch mit größeren Form- bzw. Maßungenauigkeiten gerechnet werden muss als bei zerspanender Fertigung und deshalb nur eine unzureichend präzise Aufnahme für ein Lager 44 (nicht gezeigt) bereit gestellt werden kann. Zumeist ist die Hülse im Querschnitt oval, wie in Fig. 31 in festen Linien eingetragen, sodass die Rundlaufeigenschaften und die Rollreibung beispielsweise eines Wälzlagers nach 35 dem Einpressen in die Hülse beeinträchtigt werden. Demzufolge muss in jeder Schnittebene senkrecht zur Längsachse 69 die tolerierte Mantellinie zwischen zwei konzentrischen Kreisen vom Abstand t = 0,05 mm liegen.

Wird die Hülse selbst als Lagerring verwendet, so sind die Anforderungen an die Genauigkeit 40 noch größer, da die Kugellaufbahn des Wälzlagers nun Bestandteil der vorzugsweise spanlos hergestellten Hülse ist. Der tolerierte Abstand liegt dabei etwa um t = 0,02 mm.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, wird nun durch gezielte Verformung dieser „ungenauen“ Hülse, eine Genauigkeit geschaffen, welche die Anforderungen an eine präzise Lageraufnahme 45 oder Wälzkörperlaufbahn erfüllt.

Die Baugruppe 1 kann dazu in mehreren aufeinander folgenden Arbeitsschritten nach zwei Ausführungen hergestellt werden. Die Baugruppe 1 wird nach dieser Ausführung aus einem U-förmigen, ersten Teil 2 und einer an der Stirnseite desselben anzuschweißenden Hülse als so zweiter Teil 3 zusammengesetzt.

Erste Ausführung

Zunächst wird der erste Teil 2 bereitgestellt, beispielsweise mittels Transportsystem zu einer 55 Bereitstellungsposition zugefördert und dort an der ersten Spann- und Positioniereinrichtung 56 21 AT 500 656 B1 mittels den Spannwerkzeugen 57, 57', 57" aufgenommen, positioniert, fixiert und gerichtet (daher in Sollform verbracht). Demzufolge muss der tolerierte Abstand zwischen jedem Schenkel 12 und der auf die Basis 11 senkrecht verlaufenden Schwerachse in jeder Schnittebene senkrecht zur Schwerachse im Bereich von t = 0,1 mm liegen. In anderen Worten verlaufen die 5 Basis 11 und der Schenkel 12 in zwei Ebenen, die einen Winkel von 90° einschließen, wobei eine tolerierte Winkelabweichung im Bereich von 0,5° betragen darf. Dies gilt für die Ausführung des ersten Teiles 2 mit U-förmigen oder L-förmigen Querschnitt. Währenddem der erste Teil 2 positioniert, fixiert und gerichtet wird, wird der zweite Teil 3 in eine io Bereitstellungsposition zwischen die erste und zweite Spann- und Positioniereinrichtung 60 verbracht, beispielsweise mit dem Transportsystem zugefördert oder an die ortsfeste Halterung 59 aufgelegt. Der zweite Teil 3 ist an der Halterung 59 frei aufgelagert bzw. gehalten.

Daran anschließend wird der zweite Teil 2 vom Spannwerkzeug 63 aufgenommen, gegenüber 15 diesem positioniert und durch Kraftbeaufschlagung desselben in die Sollform zylindrisch verformt, insbesondere geringfügig aufgeweitet. Die Kraftbeaufschlagung erfolgt über die vom Stellantrieb 65 angesteuerten Spannelemente mit an die innere Mantelfläche des zweiten Teiles 2 anlegbaren, bogenförmigen Spannflächen. Da nach erster Ausführung, die Verformung des zweiten Teiles 2 in die Sollform ohne Messschritt erfolgt, werden die Spannelemente vom Stel- 20 lantrieb derart angesteuert, dass die von der Herstellung der geschweißten Rohre bekannte, maximale Toleranzabweichung zuverlässig beseitigt und der hülsenförmige, zweite Teil 2 in eine exakt zylindrische Sollform verformt wird.

Die Positionierung und Zentrierung des Teiles 3 am Spannwerkzeug 63 erfolgt in vorteilhafter 25 Weise derart, dass vorerst nur einzelne Spannelemente mit niedriger Kraft gegen die innere Mantelfläche angedrückt und der vom ersten Teil 2 abgewandte, stirnseitige, erste Flächenteil 33 gegen eine die Spann- und Positioniereinrichtung 60, insbesondere das Spannwerkzeug 63, aufweisende Referenzfläche 70 einer Trägerplatte 71 positioniert werden. Hernach wird der Teil 3 durch radiale Kraftbeaufschlagung gegen die Mantelfläche in die Sollform verformt. Der zwei-30 te Teil 3 ist demnach in Richtung der Längsachse 69 und in zur Längsachse 69 radialer Richtung im wesentlichen spielfrei, positioniert und zentriert am Spannwerkzeug 63 gehalten. Diese Positionierung erlaubt eine schonende Behandlung des Teiles 3.

Der zweite Teil 3 wird sodann in dieser exakt zylindrischen Sollform am Spannwerkzeug 63 35 zentriert bzw. positioniert gehalten. Darauffolgend werden die Teile 2, 3 durch Aktivierung zumindest einer oder aller Verstelleinrichtungen 61, 66, 66', 66" für die Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 zueinander ausgerichtet und durch Aktivierung zumindest einer oder beider Verstelleinrichtungen für die Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60 aufeinander zubewegt und mit ihren einander zugewandten Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8, 14, 15 im wesentlichen 40 spaltfrei aneinandergelegt. In einer anderen Ausführung wird der zweite Teil 3 gegenüber den ersten Teil 2 ausgerichtet, auf den lagepositionierten, formgenauen, ersten Teil 2 zubewegt und mit seinen den Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8 des ersten Teiles 2 zugewandten Anlage- und/oder Positionierflächen 14,15 im wesentlichen spaltfrei angelegt. 45 Wie bereits oben beschrieben, können die Anlage- und Positionierflächen 7, 8, 14, 15 entweder durch die einander zugewandten, stirnseitigen Flächenteile 27, 28 (nicht eingetragen) der Teile 2, 3 oder durch am ersten Teil 2 an seiner dem zweiten Teil 3 zugewandten Flächenteil 27 vorragende, nicht dargestellte Anlage- und gegebenenfalls Positioniervorsprünge 6, 6' und die in einer Ebene mit dem Flächenteil 28 liegende Anlage- und gegebenenfalls Positionierfläche so 14, 15 am zweiten Teil 3 gebildet werden. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, dass die zu verschweißenden Teile 2, 3 ausschließlich Anlageflächen 7, 14 ausbilden. Diese verlaufen jeweils mit den Flächenteilen 27, 28 in einer Ebene oder sind durch am ersten Teil 2 an seiner dem zweiten Teil 3 zugewandten Flächenteil 27 vorragende, nicht dargestellte Anlagevorsprünge 6 und die in einer Ebene mit dem Flächenteil 28 liegende Anlagefläche 14 am 55 zweiten Teil 3 gebildet. 22 AT 500 656 B1

Um ein zuverlässiges Verspannen der beiden Teile 2, 3 zu erreichen ist nun vorgesehen, dass die Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8, 14, 15 mit einer Vorspannkraft gegeneinander angepresst werden. Die in den Spannwerkzeugen 57, 57', 57", 63 eingeklemmten, an den Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8, 14, 15 aneinanderstoßenden Teile 2, 3 werden solan-5 ge aufeinander zubewegt bzw. so fest gegeneinander angedrückt, bis die kontinuierlich aufgebaute Vorspannkraft zwischen den Teilen 2, 3 einen Mindestwert erreicht. Die Höhe der Vorspannkraft und/oder der Verfahrweg der ersten und gegebenenfalls zweiten Spann- und Positioniereinrichtung 56, 60 kann vorzugsweise jeweils über die Stromaufnahme des Servoantriebes der Verstelleinrichtung(en) für die gesamte Spann- und Positioniereinrichtungen 56 und/oder 60 io ausgewertet werden. Damit lässt sich eine kontrollierte Verspannung der Teile. 2, 3 erreichen.

Sind nun die beiden Teile 2, 3 ordnungsgemäß gegeneinander verspannt, wird die Schweißeinrichtung 58 von der Steuerung 67 aktiviert, die nun mittels der Verstelleinrichtung 62 bewegt wird, wodurch eine nicht dargestellte Schweißnaht 17 an dem oder den Fügestößen 17 gesetzt 15 wird/werden und die Teile 2, 3 verschweißt werden. Die Spanneinrichtungen 56, 60 werden während dem Schweißvorgang vorzugsweise ruhig gehalten. Nachdem die Teile 2, 3 verschweißt wurden, wird die fertige Baugruppe 1 wieder an der Halterung 59 abgelegt und die Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 gelöst, indem die Spannelemente von den Flächenteilen der Teile 2, 3 wegbewegt werden. Danach wird die Baugruppe 1 aus der Schweißanlage abtrans-20 portiert.

Zweite Ausführung

Im ersten Schritt werden beide Teile 2, 3 bereitgestellt, beispielsweise mittels Transportsystem 25 zu den Bereitstellungspositionen zugefördert.

Hernach wird an der Stirnseite des ersten und/oder zweiten Teiles 2, 3, in gezeigter Ausführung der Einfachheit halber des zweiten Teiles 3 die Istform - daher die Rundheit - über das Lasermesssystem elektronisch erfasst. Dabei können sich die Teile 2, 3 noch in Bereitstellungspositi-30 onen befinden und erfolgt die Messung noch bevor sie von den Spannwerkzeugen 57, 57', 57", 63 aufgenommen, an diesen positioniert und fixiert worden sind, oder erfolgt die Messung erst nachdem sie an den Spann- und Positioniereinrichtungen 56, 60 mittels den Spannwerkzeugen 57, 57', 57", 63 aufgenommen, an diesen positioniert und fixiert worden sind. Die Istwerte der Maße (Istform) werden an die Steuerung 67 übermittelt. Im Rechnersystem der Steuerung 67 35 sind für unterschiedliche Raumformen/Geometrien der Teile 2 und/oder 3 Sollformen bzw. Sollwerte für dessen Maße hinterlegt. Dem Regler werden nun die Istwerte der Maße eingespeist und erfolgt nun in der Steuerung 67 ein Soll/Istwertvergleich der Soll- und Istwerte der Maße. 40 Sind die Istwerte der Maße innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches für die Sollwerte der Maße, wird die Verstelleinrichtung der ersten Spann- und Positioniereinrichtung 56 und/oder die Verstelleinrichtung der zweiten Spann- und Positioniereinrichtung 60 von der Steuerung 67 angesteuert, die vom Spannwerkzeug 57, 57', 57", 63 fixiert gehaltenen Teile 2, 3 aufeinander zubewegt und danach verschweißt. 45

Wird allerdings von der Messeinrichtung 64 eine Abweichung der Istform von einer Sollform in zumindest eine Raumrichtung betrachtet, festgestellt, werden die Istwerte der Maße am ersten und/oder zweiten Teil 2, 3 erfasst und an die Steuerung 67 übermittelt. Anhand der aus dem SolMstwertvergleich der Maße errechneten Abweichung, wird ein Korrekturwert vom Regler so bzw. Steuerung 67 festgelegt. In Abhängigkeit dieses Korrekturwertes wird eine oder mehrere Verstelleinrichtungen 61, 66, 66', 66" und/oder ein oder mehrere Stellantriebe 74, 74', 74", 65 für die Spannelemente des oder der Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 der ersten und/oder zweiten Spann- und Positioniereinrichtung 56, 60 angesteuert. Der entsprechende Korrekturwert wird in je eine elektronische Steuerung des(r) Servoantriebe(s) der Verstelleinrichtung(en) 55 61, 66, 66', 66" und/oder des(r) Stellantriebe(s) 74, 74', 74", 65 für die Spannelemente des 23 AT 500 656 B1 und/oder der Spannwerkzeuge(s) 57, 57', 57", 63 der ersten und/oder zweiten Spann- und Positioniereinrichtung 56, 60 eingegeben.

Die Spannelemente vom Spannwerkzeug 57’, 57" für den ersten Teil 2 werden anhand des von 5 der Steuerung 67 errechneten Korrekturwertes in Bezug auf die zur Basis 11 senkrecht verlaufenden Schwerachse etwa senkrechter Richtung und/oder die Spannelemente vom Spannwerkzeug 63 für den zweiten Teil 3 werden anhand des von der Steuerung 67 errechneten Korrekturwertes in Bezug auf die Längsachse 69 radial verformt, sodass die fehlerhafte Form des ersten und/oder zweiten Teiles 2, 3 durch Verformen desselben bis zum Erreichen seiner io Sollform ausgeglichen wird.

Ist der Korrekturwert abgeglichen und der erste und/oder zweite Teil 2, 3 in die Sollform verformt worden, wird die Verstellbewegung der Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 bzw. der Spannelemente gestoppt und die sich dabei einstellende Kraft konstant gehalten. 15

Nachdem die auf den Spannwerkzeugen 57, 57', 57", 63 positionierten Teile 2, 3 zueinander ausgerichtet, aufeinander zubewegt, mit ihren einander zugewandten Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8, 14, 15 im wesentlichen spaltfrei aneinandergelegt und mit einer Vorspannkraft gegeneinander angepresst wurden, erfolgt das Verschweißen der Teile 2, 3 an den nicht einge-20 tragenen Fügestößen 16, wie oben beschrieben.

Wesentlich ist, dass während dem gesamten Ausricht- und Positioniervorgang der Teile 2, 3 zueinander, die Kraftbeaufschlagung der Spannwerkzeuge 57, 57’, 57", 63 auf die Teile 2, 3 konstant aufrecht gehalten wird und erst nachdem der Schweißvorgang aufgehoben wird. 25

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die bereits in der Sollform gehaltenen und/oder in die Sollform verformten Teile 2, 3, nachdem sie zueinander ausgerichtet, mit einer Vorspannkraft gegeneinander angepresst wurden und bevor sie miteinander verschweißt werden, nochmals die Istform erfasst wird und bei gegebenenfalls auftretender Formabweichung eine Nachverfor-30 mung durchgeführt wird, sodass die Sollform zuverlässig erreicht.

Auch ist es möglich, dass nach dem Schweißen nochmals die Istform erfasst wird und bei einer unzulässigen Verformung eines der Teile 2, 3 in Folge der Schweißeigenspannungen, die Baugruppe 1 aus der Schweißanlage als Ausschussteil ausgeschleust wird. 35

In einer bevorzugten Ausführung erfolgt jedoch während des gesamten Verformvorganges des Teiles 2, 3 fortlaufend ein Soll/Istwertvergleich der Maße, wodurch eine hohe Prozesssicherheit und permanente Qualitätskontrolle möglich ist. 40 In den oben beschriebenen Ausführungen geht man davon aus, dass der Verformvorgang zumindest eines Teiles 2, 3 in seine Sollform noch bevor die Teile 2, 3 zueinander ausgerichtet und positioniert werden, geschieht. Ebenso gut ist es auch möglich, dass von der Messeinrichtung 64 die Istform bzw. die Istwerte der Maße von den Teilen 2, 3 erfasst, die Lage deren Längsachse 69, 72 rechnerisch ermittelt, die Spannwerkzeuge 57, 57', 57", 63 der Spann- und 45 Positioniereinrichtungen 56, 60 mit den darauf befindlichen Teilen 2, 3 in den Raumrichtungen derart verstellt werden, dass die Längsachsen 69, 72 der Teile 2, 3 eine gemeinsame Achse bilden. Hernach werden die Teile 2, 3 aufeinander zubewegt, mit deren Anlage- und/oder Positionierflächen 7, 8, 14, 15 aneinandergelegt und darauffolgend der Teil 2, 3, der von seiner Sollform abweicht, solange verformt, bis seine Istform an die Sollform angepasst ist. Nachdem so die Formabweichung ausgeglichen wurde, erfolgt wiederum der Schweißvorgang an den nicht eingetragenen Fügestößen 16 zwischen dem ersten und zweiten Teil 2, 3.

Natürlich sind diese Ausführungen nicht auf die Ausbildung des zweiten Teiles 3 in Form einer Hülse einschränkt, sondern ist vielmehr jedes beliebige Profil, das einer Umformung unterlegen 55 ist, möglich. Beispielsweise kann der zweite Teil 3 einen im Querschnitt trapezförmigen,

Claims

24 AT 500 656 B1 U-förmigen oder L-förmigen Querschnitt aufweisen. Der erste Teil 2 kann durch ein ebenes Blechstück, aber auch durch ein umgeformtes Profil gebildet werden. Dementsprechend ist das Spannwerkzeug 57, 57', 57", 63 anzupassen. 5 Je nach Grad der Verformung bzw. Abweichung zwischen Ist- und Sollform des ersten und/oder zweiten Teiles 3 wird dieser zumindest in Teilabschnitten entweder plastisch und/oder elastisch verformt werden. Die nach diesen Verfahren hergestellte Baugruppe 1 zeichnet sich durch ihre hohe Maßgenau-io igkeit und deren einfache Herstellung aus. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Baugruppe 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. 15 Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe (1) mit einem metallischen, ersten Teil (2) und 20 zumindest einem zu einem Profil umgeformten, metallischen, zweiten Teil (3), bei dem an beiden Teilen (2, 3) jeweils zumindest eine Anlagefläche (7, 14) hergestellt wird, worauf die Teile (2, 3) jeweils mittels mindestens einem Spannwerkzeug (57, 57', 57", 63) von Spann-und Positioniereinrichtungen (57, 60) relativ zueinander positioniert und mit ihren korrespondierenden Anlageflächen (7, 14) gegeneinander angepresst und danach mittels Strahl-25 schweißen, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, an wenigstens einem durch die aneinanderstoßenden Anlageflächen (7, 14) der Teile (2, 3) ausgebildeten Fügestoß (16) miteinander verbunden werden, wobei der erste Teil (2) mittels dem Spannwerkzeug (57, 57', 57") der ersten Spann- und Positioniereinrichtung (56) fixiert gehalten wird und zumindest der zweite Teil (3) noch vor dem Schweißen bei einer Abweichung von sei-30 ner Sollform mittels dem Spannwerkzeug (63) der zweiten Spann- und Positioniereinrich tung (56) in die Sollform verformt und in dieser gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (3) zwischen den Spann- und Positioniereinrichtungen (57, 60) auf dem Spannwerkzeug (63) der zweiten Spann- und Positioniereinrichtung (60) aufgenommen und gegen eine Referenzfläche (70) positioniert sowie mit seiner auf die Längsachse 35 (69) des zweiten Teiles (3) senkrecht ausgerichteten und zur Referenzfläche (70) paralle len Anlagefläche (14) mit einer Vorspannkraft gegen die Anlagefläche (7) des ersten Teiles (2) gespannt wird, wobei die Vorspannkraft zur kontrollierten Verspannung der Teile (2, 3) von einer Steuerung (67) ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Teil (2, 3) mittels einer Messeinrichtung (64) auf Formabweichung vermessen und Istwerte der Maße entsprechend der Istform erfasst und die Istwerte der Maße (Istform) mit Sollwerten der Maße (Sollform) verglichen und bei einer Abweichung der Ist- und Sollwerte der erste und/oder zweite Teil (2, 3) um ein festes Maß (Festwert) verformt wird. 45
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Teil (2, 3) mittels einer Messeinrichtung (64) auf Formabweichung vermessen und Istwerte der Maße entsprechend der Istform erfasst und die Istwerte der Maße (Istform) mit Sollwerten der Maße (Sollform) verglichen, die Abweichung als Korrekturwert ermittelt und der Korrek-50 turwert der Steuerung (67) zugeführt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit vom Korrekturwert einen Stellantrieb (65, 74, 74', 74") für das Spannwerkzeug (57, 57', 57", 63) der ersten und/oder zweiten Spann- und Positioniereinrichtung (56, 60) ansteuert, sodass die Abweichung der Ist- und Sollwerte ausgeglichen/korrigiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Istwerte der Maße 2 5 AT500 656B1 des ersten und/oder zweiten Teiles (2, 3) mittels optoelektronischer Messeinrichtung (64) auf berührungslosem Wege erfasst werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft des 5 Spannwerkzeuges (57, 57', 57", 63) auf den ersten und/oder zweiten Teil (2, 3) in Abhän gigkeit vom Korrekturwert eingestellt und nachdem der Korrekturwert abgeglichen und der erste und/oder zweite Teil (2, 3) in die Sollform verformt wurde, die Kraft des Spannwerkzeuges (57, 57', 57", 63) auf den ersten und/oder zweiten Teil (2, 3) konstant gehalten wird. io
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausrichten und gegenseitigen Anpressen der Teile (2, 3), der zweite Teil (3) durch Schweißpunkte vorfixiert und anschließend durch zumindest eine durchgehende Schweißnaht (17) am Fügestoß (16) mit dem ersten Teil (2) verschweißt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Umformen des ersten und/oder zweiten Teiles (2, 3) von seiner Istform in die Sollform dieser plastisch verformt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während dem 20 Umformen des ersten und/oder zweiten Teiles (2, 3) von seiner Istform in die Sollform die ser elastisch verformt wird. Hiezu 10 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 55