DD155307A1 - Verfahren zur herstellung von blech-und/oder profilkonstruktionen - Google Patents

Abstract

Die herzustellenden Blech- und/oder Profilkonstruktionen bestehen aus zwei oder mehreren Bauteilen, die durch Schweissen, vorzugsweise Plasma- oder WIG-Schweissen, miteinander verbunden werden. Ziel ist, unter Senkung des Aufwandes und Einsparung von Zusatzwerkstoff Verbindungen mit hoher Festigkeit zu ermoeglichen. Durch Massnahmen soll die Nahtform und Lage der Verbindungen so gestaltet werden, dass unter Wegfall eines Zusatzwerkstoffes verbesserte Festigkeitseigenschaften erreichbar sind. Kennzeichnend ist, dass in eines oder mehreren der zu verbindenden Blechteile eine mehr oder minderfoermig tiefe linienfoermige Praegung, gegebenenfalls eine am Anfang der Praegung angeordnete Lochstanzung eingebracht wird und, beginnend mit dem Anfang der Praegung oder Lochstanzung der Schweissvorgang ohne Zusatzwerkstoff eingeleitet und entlang der tiefsten Stelle der Praegung ausgefuehrt wird. Der Schweissvorgang kann auch am Ende der Praegung in einem Stanzloch auslaufen.

Description

-ι- 2 2 6 7 3 ö

Verfahren zur Herstellung von Blech- und/oder Profilkonstruktionen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung τοη Blech- und/oder Profilkonstruktionen, insbesondere von Diinnblechkonstruktionen, bestehend aus zwei oder mehreren Bauteilen, wie Blechen, Profilen und Stanzteilen unter Verwendung eines Schweißverfahrens, vorzugsweise durch Plasma- oder WIG-Schweißen.

~²~ 226130

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Schienenfahrzeugbau ist "bekannt, Karosserie- und Fahrzeugteile durch Punkt-, Loch-oder lO-einstkehlnahtschweißungen herzustellen, wobei die jeweiligen Rohteile aus einer großen Anzahl von Einzelteilen zusammengeschweißt werden. Dabei ist es erforderlich, die vielen Einzelteile in speziellen aufwendigen Vorrichtungen mit einer großen Genauigkeit durch Schweißen miteinander zu verbinden.

Nach der DE-PS 924 182 wird ein Verfahren zum punktförmigen Heften von Metallblechen untereinander oder mit anderen Metallteilen offenbart, wobei eine Bohrung vorgenommen wird, die das nach dem Schweißgerät zu gelegene Blech vollständig durchdringt und erfindungsgemäß in das mit diesem Blech zu verbindende Blech oder Teil auch noch eindringt· Dex Zusatzwerkstoff verflüssigt sich dann beim Schweißprozeß und füllt die Bohrung·

Weiter bekannt ist auch nach der CH-PS 242 205 ein Schweißverfahren, das sich überall dort mit Vorteil anwenden lassen soll, wo nicht beide Seiten der zu verbindenden Metallteile zugänglich sind. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der zu verbindenden Metallteile mit durchgehenden Durchbreohungen versehen wird, worauf die beiden Teile so aufeinandergelegt werden, daß die Durchbrechungen des einen Teiles durch den anderen Teil verschlossen und die Durchbrechungen von der offenen Seite her mit Zusatzmaterial ausgefüllt werden. Für gewisse hoch beanspruchte oder auch schwere Konstruktionen soll es von Vorteil sein, wenn das Werkstück mit Durchbrechungen in Form von Schlitzen versehen wird. Besitzen die Durchbrechungen die Form von Bohrungen, so entsteht eine Art Punktverbindung, bei Schlitzen eine Jlrt Linienverbindung. Nach der DS-PS 606 967 ist die Herstellung von ebenflächigen Metallböden, -wänden oder -decken bekannt, wobei in den Berührung slinien von stumpf aneinanderstoßenden kantengerade bearbeiteten Blechtafeln Löcher angeordnet sind, die beim Zu-

"³ " 226 130

schweißen die Kanten der Blechtafeln mit großer Gewalt aneinanderziehen, wodurch eine haltbare und völlig verwerfungsfreie Verbindung entsteht.

Nach der DE-PS 243 602 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mittels eines Plasmastrahles in die gegeneinander gestoßenen Werkstückkanten eine Öffnung geschnitten und der Plasmastrahl unter Fortführung des Schnittes an den Stoßkanten entlang bewegt wird, wobei das im Bereich der wandernden öffnung geschmolzene Metall hinter dem Plasmastrahl wieder zusammenfließt und eine Schweißnaht bildet. Man spricht hierbei von einem sogenannten "Schlüssellocheffekt'⁵.

Die gemeinsamen und entscheidenden Nahteile der vorbeschriebenen Lösungen sind in der Technologie des Zusammenbaues in Verbindung mit den Festigkeitseigenschaften zu sehen. Besonders im Schienenfahrzeugbau kommt es durch den geometrischen Versatz von Kehlnähten aus den Systemlinien von profilierten Stäben oder durch die örtlich begrenzten und Elektrodengeometrie bestimmte Lage der Punkte sowie die Kerbenempfindlichkeit der Punkte zu einer Abminderung der Festigkeit. Das Schweißen erfordert einen sehr großen Zeitaufwand, da zur genauen Lage der Schweißpunkte oder Kleinstkehlnähte erhebliche Hilfszeiten erforderlich sind. Ein wesentlicher, Nachteil entsteht auch durch den Verbrauch an Zusatzwerkstoff und Elektroenergie.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung ist unter Senkung des fertigungstechnischen Aufwandes sowie durch Einsparung von Zusatzwerkstoff und Elektroenergie die Herstellung von Blechkonstruktionen mit verbesserten Festigkeitseigenschaften bei Beibehaltung der Funktionscharakteristik zu ermöglichen.

"*" 226130

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Blech- und/oder Profilkonstruktionen, vorzugsweise von Diinnblechkonstruktionen, bestehend aus zwei oder mehreren Bauteilen, zu entwickeln und Maßnahmen vorzuschlagen, durch welche die Nahtform und Lage der Verbindungen so gestaltet werden kann, daß unter Wegfall eines Zusatzwerkstoffes hoh'e Festigkeitseigenschaften gewährleistet werden, zusätzliche Hilfsarbeitsgänge entfallen können und ein einfacher technologischer Ablauf ermöglicht wird·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in eines oder mehreren der zu verbindenden Blechteile eine mehr oder

tiefe minder'Ylinienförmige Prägung, gegebenenfalls eine am Anfang der Prägung angeordnete Lochstanzung eingebracht wird und, beginnend mit dem Anfang der Prägung oder Lochstanzung der Schweißvorgang ohne Zusatzwerkstoff eingeleitet und entlang der tiefsten Stelle der Prägung ausgeführt wird. Gegebenenfalls kann der Schweißvorgang am Ende der Prägung in einem dort vorgesehenen Stanzloch auslaufen. Durch die vorgeschlagene Lösung ist es somit möglich, daß für die zu verbindenden Querschnitte das untere Blechteil, beispielsweise die Außenhaut eines Schienenfahrzeuges, ohne jede zusätzliche Bearbeitung bleibt, glatt ist und keine Nacharbeit erfordert. Das aufzuschweißende Blechteil, z. B· eine Pfette, wird aus einer Blechtafel ausgeschnitten und mit Hilfe eines Biegewerkes zu einem Z-Profil gebogen. Bei dem Biegevorgang wird gleichzeitig in das Profil ein Loch gestanzt und von diesem ausgehend eine V- oder halbrundförmige Nut oder Vertiefung eingepreßt. Mit Hilfe einer an sich bekannten Anpreßvorrichtung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, werden die zu verbindenden Blechteile aufeinandergepreßt. Die Lochstanzung, deren Durchmesser vorzugsweise 2 ··· 4 mm beträgt,

" ⁵ ~ 228 13 0

ermöglicht eine sickere Aufschmelzung des unteren Blechteiles zum Beginn des Schweißvorganges· Beim Schv/eißprozeß verläuft der obere Querschnitt,und der Schweißbrenner schmilzt gleichzeitig den unteren Querschnitt auf. Dabei wird eine feste Verbindung zwischen den Blechteilen erzielt und eine vollständige Oberflächenebenheit erreicht. Die Schweißnaht kann direkt in Kraftrichtung ausgeführt werden, verlangt keinen zusätzlichen Arbeitsaufwand und kann je nach der erforderlichen Belastung entsprechend in der Form, Breite und Länge variiert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1s Ansicht und Querschnitt einer Prägung Fig. Z% Schweißverbindung zweier Blechteile Fig. 35 linienförmige Prägung mit Stanzloch·

Die in Fig. 1 gezeigten Blechteile 1; 2 werden mit Hilfe des WIG-Schweißens verbunden. Das Blechteil 1, welches dem Schweißgerät zugeneigt ist, besitzt eine Stärke von 5 mm. Beim Formstanzen des Blechteiles 1 wird gleichzeitig die Prägung 3 eingestanzt. Die Hefe der Prägung 3 beträgt c = 3 mm. Durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Anpreßvorrichtung werden die beiden zu verbindenden Blechteile 1j 2 fest aufeinandergepreßt» Der Schweißvorgang beginnt in der Lachstanzung 5· Dabei wird der in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Schweißbrenner auf die tiefste Stelle der Prägung 3 gesetzt, wobei der Schweißbrenner ohne Verwendung eines Zusatzwerkstoffes

"⁶" 226 130

den unteren Teil der Prägung 3 und das untergelegte Blechteil 2 aufschmilzt, wobei sich die Nahtform 4 ausbildet, die günstig und einfach der Beanspruchung und Gestalt des Bauteiles angepaßt werden kann.

Bs wurde festgestellt, daß auch ohne Zusatzwerkstoff durch die erfindungsgemäße Lösung eine hochfeste, dynamisch beanspruchbare Schweißverbindung herstellbar ist.

Claims (2)

~7 " 226 13 0 Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Blech- und/oder Profilkonstruktionen, insbesondere von Dlinnblechkonstruktionen, bestehend aus zwei oder mehreren Bauteilen, wie Blechen, Profilen und Stanzteilen mittels eines Schweißverfahrens, vorzugsweise durch Plasma- oder WIG-Schweißen, gekennzeichnet dadurch , daß in eines oder mehreren der zu verbindenden Blechteile (15 2) eine mehr oder minder tiefe linienförmige Prägung (3), gegebenenfalls eine am Anfang der Prägung (3) angeordnete Lochstanzung (5) eingebracht wird und, beginnend mit dem Anfang der Prägung (3) oder der Lochstanzung (5) der Schweißvorgang ohne Zusatzwerkstoff eingeleitet und entlang der tiefsten Stelle der Prägung (3) ausgeführt wird»

2, Verfahren zur Herstellung von Blech- und/oder Profilkonstruktionen, insbesondere von Dünnblechkonstruktionen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch , daß der Schweißvorgang am Ende der Prägung (3) in einem Stanzloch (5) ausläuft.

- Hierzu zwei Blatt Zeichnungen -