CN105290596A - 用于电阻焊接第一构件与第二构件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电阻焊接第一构件(12)与第二构件(14)的方法，其中，该第二构件(14)至少以连接区域(38)向该第一构件(12)的开口(12a)中导入一个导入行程(36)并且在此被焊接，并且，该开口的内尺寸和该连接区域(38)的外尺寸相对彼此类似于压配合地实施。根据本发明，该导入行程(36)被优选可调整的、外部的行程限制器(32)限界。本发明还包括用于电阻焊接该第一构件(12)与该第二构件(14)的设备以及用于内燃机的燃料系统的燃料高压泵。

Description

用于电阻焊接第一构件与第二构件的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法以及一种根据并列的权利要求的设备和一种燃料高压泵。

背景技术

从市场已知不同的、用于将两个金属构件相互连接的焊接方法。例如在汽车制造中可以将内燃机部件的一些零件借助激光焊连接。一种替代的焊接方法也可以是电阻焊接，其中，各个焊接配对件借助电流被加热。

发明内容

本发明所基于的问题通过根据权利要求1的方法以及通过部件并列权利要求的设备和燃料高压泵解决。有利改进方案在从属权利要求中给出。对于本发明重要的特征还存在于下面的说明书中和附图中，其中，单独的以及不同组合的特征都可以对于发明是重要的，对此无需再次明确指出。

本发明涉及一种用于电阻焊接第一构件与第二构件的方法，其中，第二构件至少以连接区域向第一构件的开口中导入一个导入行程并且此时被焊接，并且，开口的内尺寸和该连接区域的外尺寸相对彼此类似于压配合地实施，例如开口的内尺寸小于连接区域的外尺寸。通过该内尺寸和该外尺寸相对彼此类似于压配合地实施，使得能够在不添加金属连接器件或者类似物的情况下进行焊接。根据本发明，导入行程通过优选可调整的、外部的行程限制器限界。即该行程限制器不是布置在一个或者两个要焊接的构件上，因此不受可能的构件公差的影响地起作用。由此可以在焊接过程期间预给定这些构件相对彼此的限定的位置，由此也能够明显改善焊接过程结束后的尺寸保持性。

所述限定的位置能够通过在实施真正的焊接过程之前测量这些构件的相对距离来实现，如下面还将进一步解释的那样。此外，例如涉及所谓“外部调整尺寸”的构件公差能够通过该方法来补偿。甚至在要焊接的构件的“外部”公差相对大的情况下仍然能够实现相对小公差的“功能尺寸”。例如第一构件是用于内燃机的燃料高压泵的入口阀，第二构件是对应的电磁促动器。在此可以改善(最终的)位置精度。该位置精度尤其涉及第一构件与第二构件的与功能相关的区段之间的“内部”距离，所述距离在焊接过程期间在这些构件的外面通常根本不能够求得。

在该方法的一种构型中，在导入期间，第一构件被第一保持装置保持并且第二构件被第二保持装置保持，其中，行程限制器与两个保持装置之一固定连接。优选所述保持装置分别包括输入焊接电流的电极，该电极例如实施为夹紧装置。通过所述保持装置使得所述构件能够特别精确地定位。行程限制器可以例如持久地与两个保持装置之一或者与固定该保持装置的的设备连接。替代地，行程限制器能够可松开地与其连接。

此外可规定，导入行程根据第一构件的一个区段与第二构件的一个区段之间的在导入方向上限定的实际距离以及根据第一构件的该区段与第二构件的该区段之间的在导入方向上限定的额定距离被预给定。例如导入行程可以通过对推进开始前求得的所述实际距离和为运行相互焊接的构件所需的额定距离之间简单求差而求得。由此使根据本发明的方法得以简化和成本降低。导入行程在此等于或大于连接区域的在导入方向上限定的所述尺寸。

优选在导入开始前求得导入行程。由此，导入行程的求得特别精确并且相互焊接的构件的最终公差能保持较小。在一种构型中，导入行程根据接合配对件求得。在另一构型中导入行程通过可预给定的止挡限定。

如果所述电阻焊接是电容器放电压入焊，则该方法能特别好地被实施。在此，借助流经这些构件的高电流使这些构件的连接区域熔化，其中，这些构件同时被沿着所述连接区域相互挤压。由此能够实现特别持久的连接并且同时能够实现相对较高的精确性。

此外，本发明涉及一种用于电阻焊接第一构件与第二构件的设备，其中，第二构件能至少以连接区域向第一构件的开口中导入一个导入行程并且此时被焊接，并且，该开口的内尺寸和该连接区域的外尺寸相对彼此类似于压配合地实施，例如该开口的内尺寸小于该连接区域的外尺寸，并且，该设备具有优选可调整的行程限制器，该行程限制器限界所述导入行程。

在一种构型中，该设备包括用于保持第一构件和第二构件的第一和第二保持装置，其中，所述行程限制器与这两个保持装置之一固定连接。补充地可以规定，该设备具有用于求得第一构件的关于区段与第二构件的一个区段之间的在导入方向上限定的实际距离的器件。根据本发明的设备因此具有如在前面针对本发明方法已经说明的那样的可类比的优点。

在该设备的另一构型中，行程限制器是可机械地或者手动地校准的止挡。由此使得上述行程限制器能够特别简单且成本有利、但同时精确地实施。可机械地校准的止挡例如是压力机的可机械地调整的止挡，借助该压力机进行所述电阻焊接。

此外可规定：行程限制器是数值，该数值能够在操控所述设备的装置中作为用于推进装置的终值被预给定。由此能够在使用可数控的、在焊接过程期间使第一和第二构件相对彼此移动一个导入行程的推进装置(“压力机”)的情况下可以说“虚拟地”实现所述止挡，从而能节省费用和成本。

在替换的构型中，行程限制器包括至少两个可相对彼此移动的楔和/或至少两个可摆动的并且在导入方向上不同地定位的止挡。通过这两个楔相对彼此的移动能够连续地调整这两个楔的在所述导入方向上限定的尺寸。由此能改善定位精确性。所述可摆动并且在导入方向上不同地定位的止挡能够例如按照“梯级”方式布置在可转动的盘上，使得能够实现分级的、但也精确的行程限制。

本发明还涉及一种用于内燃机的燃料系统的燃料高压泵，其中，燃料高压泵的至少一个元件借助上面描述的方法焊接。根据本发明可达到的焊接过程精度对于所述燃料高压泵特别有利，以便例如能够实现精确的燃料量控制。

附图说明

下面参照附图解释本发明的示例性实施方式。在附图中示出：

图1用于电阻焊接第一构件和第二构件的设备在第一状态下的第一示意性剖面图；

图2图1的设备在第二状态下；

图3图1的设备在第三状态下；

图4图1设备的简化的第二示意性剖面图，具有行程限制器的第一替代实施方式；

图5类似于图4的视图，具有行程限制器的第二替代实施方式；

图6类似于图4的视图，具有行程限制器的第三替代实施方式；和

图7用于电阻焊接第一构件和第二构件的方法的流程图。

在所有附图中对于功能等同的元件和参量即使在不同的实施方式中也使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1中以示意性剖面图示出一种用于电阻焊接第一构件12和第二构件14的设备10。在图1中示出的部件布置在基底16上，该基底在图1的下部区域中示出。该基底16当前实施为平的板并且优选为设备10的元件。

构件12和14由金属制成并且是导电的。当前，第一构件12具有开口12a，该开口在垂直于后面描述的导入方向24的方向上具有内尺寸12b。第二构件14具有外尺寸14b，该外尺寸也垂直于导入方向24限定并且与在压配合情况下类似地例如比内尺寸12b大0.1mm至1mm(毫米)。第一构件12中的开口12a例如表征一至少区段式成圆柱形构造的空腔。与此匹配地，第二构件14至少区段式实施为圆柱形。替代地，第一构件12和第二构件14(焊接配对件)也可以具有其它几何形状，例如相应于与圆柱形状偏差若干角度的截锥体。

设备10还包括布置在所述基底16上的例如方形构造的下电极18。第一构件12电接触地布置在下电极18上，该第一构件在图1的视图中平放在下电极18上并且借助该下电极通过未示出的供电线连接到也没有示出的电容储存器上。第一构件12和下电极18之间的接触面上的水平虚线19标示虚拟零点。该虚拟零点在后面说明的方法中可以可选地补充使用。在图1的外部左侧区域和外部右侧区域内分别示出从属于设备10的、此后会详细解释的直线导向装置20，该直线导向装置相对于基底16机械固定。

在图1的上部区域中示出一桥22，该桥在图中在左边和右边分别限定地布置在直线导向装置20上并且能够相对于直线导向装置20在用箭头标示的导入方向24上在图中垂直运动。为此所需的驱动器件在图中没有一同示出。在图1中，在桥22下方布置有上电极26，第二构件14电接触地布置在该电极上。借助上电极26，第二构件14通过另外的没有示出的供电线也连接到上述电容储存器上。

不言而喻，借助下电极18在第一构件12上的电接触或者借助上电极26在第二构件14上的电接触可以替代地或者补充地在所述第一构件12或者第二构件14各自的侧面或者表面上或者在其它适合的面上实行。在图中示出的下电极18和上电极26只表示多种可行的实施方式之一。

基底16与下电极18一起形成用于在焊接过程之前和期间保持第一构件12的第一保持装置28。可比地，桥22与上电极26一起形成用于保持第二构件14的第二保持装置30。必要时必需的用于将第一构件12固定在下电极18上或者将第二构件14固定在上电极26上的夹紧装置或者类似物出于视图清楚的考虑没有示出。

在此，设备10还包括两个以同样方式作用的、可调整的、外部的机械式行程限制器32，这两个行程限制器限界导入行程36(见图3)并且在图4至图6的示例性实施方式中还会被详细阐述。行程限制器32具有上止挡50并且在图1中处于下部的区段中相对于基底16限定地布置，因此也与第一保持装置28固定地连接。该桥22能抵在行程限制器32的图1中的上止挡50上，如在图3中还要示出的那样。

在使用上述元件的情况下，能够明确地求得第一构件12的(几乎可任意选择的)区段相对于第二构件14的(几乎可任意选择的)区段之间的在图1中在导入方向24上限定的(垂直的)实际距离。在此例如存在如下的尺寸链：从第一构件12的所述区段经过第一保持装置28或者经过下电极18到基底16，然后从基底16经导向装置20到桥22，然后从桥22经过第二保持装置30或者经过上电极26到第二构件14的所述区段。

例如第一构件12为燃料高压泵的入口阀并且第二构件14为用于驱动该入口阀的促动器。第一构件12上的所述区段则可以是该入口阀的阀元件或者第二构件14上的所述区段可以是该促动器的机械耦合元件的端部区段。

图1示出在第一状态下的设备10和两个构件12和14。图2和图3分别示出接下来的第二和第三状态。借助图1至3，下面详细阐述用于电阻焊接第一构件12与第二构件14的方法。

在设备10的图1所示状态下，桥22具有到线19的(垂直)距离35。行程限制器32处于基本位置。在此，如上面说明的那样，求得第一构件12的所述区段与第二构件14的所述区段之间的在导入方向24上限定的实际距离。

在图1的初始状态下，构件12和14几乎没有示出相互的距离。然而这不是强制性需要的，而是构件12和14在图1的初始状态下也可以(垂直)间隔开地布置，以实施该方法。在后面所述的情况下，导入行程36比在第一构件12和第二构件14之间的连接区域(没有附图标记)的在导入方向24上限定的尺寸38(见图3)大。

在图1的状态下求得在附图中垂直的、希望的导入行程36。这优选在导入之前进行。为此需要的器件没有一同示出，包括例如用于机械地或者光学地测量构件12和14上的预给定的区段之间的距离的装置。在此，导入行程36根据第一构件12的所述区段与第二构件14的所述区段之间的在导入方向24上限定的实际距离以及根据第一构件12的所述区段与第二构件14的所述区段之间的在导入方向24上限定的额定距离来预给定。导入行程36基本上表征所述实际距离和额定距离之间的差。

从求得的导入行程36和已知的、桥22到基底16的距离(没有附图标记)出发，现在可以机械地或者手动地校准行程限制器32或者分别设置在其上的止挡50。这以这种方式进行：对照图2，行程限制器32的在图中处于上部的区段(上止挡50)和桥22的在图中处于下部的区段(桥22的下侧面)之间的距离(没有附图标记)相应于所求得的导入行程36。

然后，借助电阻焊接将第一构件12与第二构件14焊接，其中，第二构件14至少以所述连接区域(相应于尺寸38)向第一构件12的开口12a中导入一个导入行程36，在此被焊接。如上面已经描述的那样，在此，开口12a的内尺寸12比第二构件14上的连接区域的外尺寸14b小。

因此，在图1至图3中示出的方法也被称为“电容器放电压入焊”，其中，桥22或第二构件14借助压力朝向基底16或第一构件12方向运动。在导入之前和导入期间，第一构件12被第一保持装置28保持并且第二构件14被第二保持装置30保持。通过焊接过程，第一构件12的径向内部区段和第二构件14的径向外部区段熔化，从而形成所述连接区域。尤其是，在此过程期间，导入行程36根据本发明通过可调整的、外部的行程限制器32限界。由此产生第一构件12和第二构件14之间的特别精确的连接，也就是说，特别精确地达到第一构件12和第二构件14的上面提到的区段之间的额定距离。取代这些区段之间的距离，也可以说：能以特别高的精度形成构件12和14相对彼此的、希望的相对位置。

图3示出设备10的或者说构件12和14的或者说该方法的跟随在图2之后的、在焊接过程结束后的状态。在此，所述桥22贴靠在行程限制器32的上止挡50上，使得桥22相对于线19具有距离40。电流不再经过第一构件12和第二构件14。构件12和14可以冷却并且电阻焊接结束。

不言而喻，第一构件12和第二构件14相对于设备10的位置也能调换。此外，仅一个唯一的行程限制器32也可以够用。

图4示出图1的设备10的简化示意图，具有行程限制器32的第一替代实施方式。在此，行程限制器32具有例如基本上柱形的形状并且能够借助夹紧装置42和/或者借助闭锁栓44被夹紧或者闭锁在沿着导入方向24的限定位置上。

图5示出行程限制器32的另一种替代实施方式。在此，行程限制器32包括具有固定长度的支柱46以及布置在该支柱16上的可转动的盘48。盘48包括多个止挡50，这些止挡在导入方向24上分别具有不同的长度并且优选按照“阶梯”方式布置在该盘48上。因此能够借助盘48的旋转在垂直方向上调整行程限制器32。

图6示出行程限制器32的另一种替代实施方式。在此，行程限制器32包括支柱46以及两个楔52和54，这两个楔布置得在图中可以水平地相对彼此滑动，因此使得该行程限制器32能够持续地在垂直方向上调整。用于固定楔52和54的夹紧装置出于视图清晰的考虑没有示出。

在一种没有示出的实施方式中，行程限制器32不是机械元件而是数值，该数值能够在操控所述设备10的装置中作为用于(没有示出的)推进装置(“压力机”)的终值被预给定。该推进装置使第二构件12移动一个导入行程36，而止挡50可以所谓“虚拟地”形成，导入行程36由此以可比较的方式被限制。

还不言而喻，在根据图4至图6的实施方式中，行程限制器32也可以在两侧都存在，类似于在图1至图3中的情形。

图7示出用于实施该方法的流程图的一种实施方式。例如用于内燃机的燃料系统的燃料高压泵的元件能够借助于该方法焊接。不言而喻，下面描述的方法步骤，在可行并且有意义的地方，必要时也能够以不同于所描述的顺序来实行。

在第一步骤60中将第一构件12借助第一保持装置28固定并且将第二构件14借助第二保持装置30固定。在第二步骤中62中求得第一构件12的一个区段和第二构件14的一个区段之间的实际距离。在第三步骤64中由实际距离和额定距离求得导入行程36。在第四步骤66中校准行程限制器32。在第五步骤68中使第一和第二保持装置28和30通过桥22的移动而相向运动，其中，构件12和14接触并且短时间流过很高的(放电)电流。在此，第二构件14以连接区域(尺寸38)向第一构件12的开口12a中导入一个导入行程36并且同时被焊接。在第七步骤70中，导入行程36通过行程限制器32的作用受限并且第一构件12与第二构件14的焊接因此结束。

Claims (12)

1.用于电阻焊接第一构件(12)与第二构件(14)的方法，其中，该第二构件(14)至少以连接区域(38)向该第一构件(12)的开口(12a)中导入一个导入行程(36)并且在此被焊接，并且，该开口(12a)的内尺寸(12b)和该连接区域(38)的外尺寸(14b)相对彼此类似于压配合地实施，其特征为，该导入行程(36)被优选可调整的、外部的行程限制器(32)限界。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述导入期间，所述第一构件(12)被第一保持装置(28)保持并且所述第二构件(14)被第二保持装置(30)保持并且所述行程限制器(32)与这两个保持装置(28，30)之一固定地连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导入行程(36)根据所述第一构件(12)的一个区段与所述第二构件(14)的一个区段之间的在导入方向(24)上限定的实际距离以及根据所述第一构件(12)的所述区段与所述第二构件(14)的所述区段之间的在导入方向(24)上限定的额定距离被预给定。

4.根据以上权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，所述导入行程(36)在开始导入之前被求得。

5.根据以上权利要求至少之一所述的方法，其中，所述电阻焊接是电容器放电压入焊。

6.用于电阻焊接第一构件(12)与第二构件(14)的设备(10)，其中，该第二构件(14)能够至少以连接区域(38)向该第一构件(12)的开口(12a)中导入一个导入行程(36)并且在此被焊接，并且，该开口(12a)的内尺寸(12b)和该连接区域(38)的外尺寸(14b)相对彼此类似于压配合地实施，其特征为，该设备(10)具有优选可调整的行程限制器(32)，该行程限制器限界所述导入行程(36)。

7.根据权利要求6所述的设备(10)，该设备包括用于保持所述第一构件(12)和第二构件(14)的第一保持装置(28)和第二保持装置(30)，并且，所述行程限制器(32)与这两个保持装置(28，30)中的一个固定地连接。

8.根据权利要求6或7所述的设备(10)，其特征为，该设备具有用于求得所述第一构件(12)的一个区段与所述第二构件(14)的一个区段之间的在所述导入方向(24)上限定的实际距离的器件。

9.根据权利要求6至8之一所述的设备(10)，其特征为，所述行程限制器(32)是可机械地或者手动地校准的止挡(50)。

10.根据权利要求6至8之一所述的设备(10)，其特征为，所述行程限制器(32)是一数值，该数值能够在控制所述设备(10)的装置中作为用于推进装置的终值被预给定。

11.根据权利要求6至8之一所述的设备(10)，其特征为，所述行程限制器(32)包括至少两个能够相对彼此移动的楔(52，54)和/或至少两个可摆动并且在导入方向(24)上不同地定位的止挡(50)。

12.用于内燃机的燃料系统的燃料高压泵，其特征为，该燃料高压泵的至少一个元件借助根据权利要求1至5之一所述的方法被焊接。