DE102007035014B4 - Method for producing a joint connection - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung von Bauteilen, mit den folgenden Schritten:
– Ansetzen eines Spritzschildes (10) an einem ersten Bauteil (1);
– Anformen mindestens eines Steges (12) an dem ersten Bauteil (1) unter Begrenzung des Steges (12) durch das Spritzschild (10),
– Entfernen des Spritzschildes (10);
– Ansetzen eines zu fügenden zweiten Bauteiles (2) an das erste Bauteil (1) benachbart zu denn mindesten einen Steg (12), und
– Verschweißen des zweiten Bauteils (2) mit dem ersten Bauteil (1), wobei das zweite Bauteil (2) zumindest bereichsweise mit dem mindestens einen Steg (12) verbunden wird.Method for producing a joining connection of components, with the following steps:
- Applying a spray shield (10) on a first component (1);
- forming at least one web (12) on the first component (1) while limiting the web (12) through the spray shield (10),
- Removing the spray shield (10);
- Attaching a second component to be joined (2) to the first component (1) adjacent to at least one web (12), and
- Welding of the second component (2) with the first component (1), wherein the second component (2) is at least partially connected to the at least one web (12).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung eines ersten Bauteiles mit einem zweiten Bauteil.The The present invention relates to a method for producing a Retaining compound a first component with a second component.

Es ist bekannt, beim Fügen von stumpf voreinander stoßenden Bauteilen eine Kehlnaht zu verwenden, um die Bauteile dauerhaft miteinander zu verbinden. Dabei kann zur Erhöhung der Stabilität auch eine Doppelkehlnaht vorgesehen werden. Allerdings besteht bei schlecht zugänglichen Bereichen bzw. bei Hohlprofilen das Problem, dass nur an einer Seite eine Kehlnaht verschweißt werden kann. Gerade bei dynamischen Belastungen der Fügezonen tritt dann oft ein Versagen als Wurzelriss auf, beispielsweise an der Innenseite eines Rohres.It is known when joining from stumping against each other Components to use a fillet weld to the components permanently to connect with each other. It can also increase the stability to increase Doppelkehlnaht be provided. However, there is bad accessible Areas or with hollow sections the problem that only on one side a fillet weld welded can be. Especially with dynamic loads of the joining zones then occurs often a failure as a root crack, for example, on the inside of a pipe.

Die DE 196 23 103 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung bei dem an einem Profil eine Schweißlippe ausgebildet wird. Anschließend wird die Schweißlippe über eine Schweißelektrode so stark erhitzt, dass diese zu fließen beginnt und sich eine kehlnahtartige Schweißnaht ausbilden soll. Die Form der Schweißnaht hängt allerdings von der Fließrichtung der erhitzten Schweißlippe ab.The DE 196 23 103 A1 discloses a method for producing a T-joint in which a welding lip is formed on a profile. Subsequently, the welding lip is so strongly heated via a welding electrode that it begins to flow and a fillet weld seam is to be formed. The shape of the weld, however, depends on the direction of flow of the heated welding lip.

In 1A ist eine Fügeverbindung nach dem Stand der Technik gezeigt, bei der ein erstes Rohr 1 mit einem zweiten Rohr 2 verbunden ist, wobei an dem Rohr 2 im Bereich der Kehlnaht eine Schweißnaht 3 ausgebildet ist. Zwar erfasst die Schweißnaht 3 einen Bereich der äußeren Oberfläche 5 des Rohres 1 sowie einen Endbereich des Rohres 2, allerdings ist gerade in einem Innenbereich 4 die Schweißnaht 3 nur schwach ausgebildet, so dass in diesem Bereich Festigkeitsprobleme auftreten können. In 1B ist eine weitere Fügeverbindung dargestellt, bei der als erstes Bauteil ein ebenes Blech 1' eingesetzt wird, an dem ein Rohr 2 festgelegt ist. Dabei ist an einer Kehlnaht eine Schweißnaht 3 vorgesehen, die wiederum nur einseitig an dem Rohr 2 ausgebildet ist, da der Innenbereich schlecht zugänglich ist. Daher tritt in dem Innenbereich 4 ein Festigkeitsproblem auf.In 1A a joint connection according to the prior art is shown, in which a first tube 1 with a second tube 2 is connected, wherein on the pipe 2 in the area of the fillet weld a weld 3 is trained. Although captured the weld 3 a region of the outer surface 5 of the pipe 1 and an end portion of the tube 2 , however, is currently in an interior area 4 the weld 3 only weak, so that in this area strength problems can occur. In 1B a further joint connection is shown, in which the first component is a flat sheet metal 1' is used, on which a pipe 2 is fixed. Here is a fillet weld on a fillet weld 3 provided, in turn, only one-sided on the pipe 2 is formed because the interior is difficult to access. Therefore occurs in the interior 4 a strength problem.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zu schaffen, deren Verbindung hinsichtlich der Dauerfestigkeit optimiert ist.It Therefore, object of the present invention is a method for manufacturing a joint connection to create their connection optimized in terms of fatigue strength is.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.These Task is with a method for producing a joint connection solved with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß werden bei einem Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung folgende Schritte durchgeführt:

  • – Ansetzen eines Spritzschildes an einem ersten Bauteil;
  • – Anformen mindestens eines Steges an dem ersten Bauteil unter Begrenzung des Steges durch das Spritzschild,
  • – Entfernern des Spritzschildes;
  • – Ansetzen eines zu fügenden zweiten Bauteiles an das erste Bauteil benachbart zu dem mindesten einen Steg, und
  • – Verschweißen des zweiten Bauteils mit dem ersten Bauteil, wobei das zweite Bauteil zumindest bereichsweise mit dem mindestens einen Steg verbunden wird.
According to the invention, the following steps are carried out in a method for producing a joint connection:
  • - Applying a spray shield to a first component;
  • Forming at least one web on the first component while limiting the web through the spray shield,
  • - Removes the spray shield;
  • - Attaching a second component to be joined to the first component adjacent to the at least one web, and
  • - Welding of the second component with the first component, wherein the second component is at least partially connected to the at least one web.

Durch die Herstellung eines Steges und die Verbindung des zweiten Bauteils mit dem ersten Bauteil sowohl über die Schweißnaht als auch den Steg wird die Festigkeit, insbesondere die Dauerfestigkeit einer Fügeverbindung erhöht. Denn das zweite Bauteil wird somit in größeren Bereichen mit dem ersten Bauteil verbunden, als wenn nur ein Verschweißen ohne Stege stattfinden würde. Gerade bei schlecht zugänglichen Bereichen oder bei einem Hohlprofil kann der zusätzliche Steg im zweiten Bauteil für eine erheblich bessere Festigkeit sorgen, so dass die Wandstärke den zu fügender Bauteile reduziert werden kann.By the production of a web and the connection of the second component with the first component both over the weld as well as the bridge is the strength, in particular the fatigue strength of a Retaining compound elevated. Because the second component is thus in larger areas with the first component connected, as if only a welding without webs take place would. Especially with poorly accessible Areas or in a hollow profile, the additional web in the second component for a considerable provide better strength, so that the wall thickness of the components to be joined can be reduced.

Vorzugsweise wird der Steg beim Schweißen zumindest teilweise geschmolzen und geht eine Verbindung mit dem zweiten Bauteil ein. Dadurch wird eine besonders dauerhafte Verbindung geschaffen, wobei der Steg aus einem schmelzbaren Material, wie Metall oder Kunststoff bestehen kann. Der Steg kann auch aus dem Material einer etwaigen Schweißzugabe bestehen.Preferably becomes the bridge during welding at least partially melted and connects to the second component. This will be a particularly durable connection created, the web of a fusible material, such as Metal or plastic can exist. The bridge can also from the Material of any welding allowance consist.

Für eine besonders hohe Festigkeit besitzt der mindestens eine Steg eine umlaufende Kontur, vorzugsweise ringförmig, wobei das Spritzschild den mindestens einen Steg dann ebenfalls ringförmig umgibt und höher als der Steg ausgebildet ist. Dadurch wird beim Abziehen des Spritzschildes eine glatte Oberfläche an dem Steg ausgebildet, an dem dann das zweite Bauteil zumindest teilweise formschlüssig angeordnet werden kann. Dabei kann das zweite Bauteil ebenfalls als Hohlprofil, vorzugsweise als Rohr ausgebildet sein, so dass eine umlaufende Verbindung zwischen Steg und Rohr erhalten werden kann. Das erste Bauteil kann hingegen als Hohlprofil, Rohr oder ebenes Blech ausgebildet sein. Auch andere Bauteile können für die Fügeverbindung verwendet werden.For a special high strength, the at least one web has a circumferential Contour, preferably annular, wherein the spray shield the at least one bridge then also surrounds annularly and higher as the bridge is formed. This will when removing the spray shield a smooth surface formed on the web, on which then the second component at least partially positive fit can be arranged. In this case, the second component also be designed as a hollow profile, preferably as a tube, so that a circumferential connection between web and pipe can be obtained. The first component, however, as a hollow profile, tube or planar Be formed sheet metal. Other components can be used for the joint connection.

Um die Verbindung des Steges mit dem zweiten Bauteil zu erleichtern, kann das zweite Bauteil in dem Verbindungsbereich mit dem Steg für eine höhere Oberflächenrauhigkeit vorbehandelt sein. Durch die höhere Oberflächenrauhigkeit lässt sich einfacher eine Verbindung mit dem Steg beim Verschweißen erreichen.Around to facilitate the connection of the web to the second component, may be the second component in the connection area with the web for a higher surface roughness pretreated. By the higher surface roughness can be easier achieve a connection with the web during welding.

Es wird eine Fügeverbindung bereitgestellt, bei der das zweite Bauteil über eine Schweißnaht und mindestens einen Steg mit dem ersten Bauteil verbunden ist. Vorzugsweise ist das zweite Bauteil dabei das Hohlprofil ausgebildet, so dass auch im Innenbereich durch den Steg eine Verbindung mit dem ersten Bauteil erhalten werden kann. Das zweite Bauteil besitzt dabei eine Wanddicke von vorzugsweise 0,5 mm bis 20 mm, beispielsweise 1 mm bis 8 mm, damit beim Schweißen ein Schmelzen des Steges zumindest teilweise ermöglicht wird.It becomes a joint connection provided in which the second component via a weld and at least one web is connected to the first component. Preferably is the second component while the hollow profile is formed so that also in the interior through the bridge a connection with the first Component can be obtained. The second component has a Wall thickness of preferably 0.5 mm to 20 mm, for example 1 mm up to 8 mm, so when welding a melting of the web is at least partially possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described with reference to an embodiment with reference on the attached Drawings closer explained. Show it:

1A und 1B zwei Ansichten einer Fügeverbindung nach dem Stand der Technik; 1A and 1B two views of a joint connection according to the prior art;

2 bis 5 mehrere Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung einer Fügeverbindung, und 2 to 5 several views of a method for producing a joint connection, and

6A und 6B zwei Ansichten einer fertigen erfindungsgemäßen Fügeverbindung. 6A and 6B two views of a finished joint connection according to the invention.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung mit einem ersten Bauteil 1 und einem zweiten Bauteil 2, soll eine dauerfeste Verbindung erhalten werden, gerade auch bei dynamischen Belastungen im Bereich der Fügezone. Die Bauteile 1 und 2 können aus Metall, vorzugsweise Stahl, aber auch aus Kunststoff oder anderen schweißbaren Materialien hergestellt sein.In a method for producing a joint connection with a first component 1 and a second component 2 , a permanent bond should be obtained, especially with dynamic loads in the region of the joining zone. The components 1 and 2 may be made of metal, preferably steel, but also of plastic or other weldable materials.

Zu Beginn des Fügevorganges wird entsprechend 2 auf ein erstes Bauteil 1, das als Platte, Rohr, Hohlkörper oder mit anderer Geometrie ausgebildet sein kann, ein Spritzschild 10 angesetzt, welches eine Wand ausbildet und mit einer Stirnkante auf einer Oberfläche 5 des Bauteiles 1 aufliegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Spritzschild 10 rohrförmig ausgebildet und besitzt eine kreisförmige innere Umfangsfläche 11, die eine nicht haftende Oberfläche besitzt, beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung. Das Spritzschild 10 kann insbesondere aus einem hitzebeständigem Werkstoff, wie einer Keramik bestehen.At the beginning of the joining process will be appropriate 2 on a first component 1 , which may be formed as a plate, tube, hollow body or with other geometry, a spray shield 10 attached, which forms a wall and with a front edge on a surface 5 of the component 1 rests. In the illustrated embodiment, the spray shield 10 tubular and has a circular inner peripheral surface 11 which has a non-adherent surface, for example by a corresponding coating. The spray shield 10 may in particular consist of a heat-resistant material, such as a ceramic.

In einem ersten Verfahrensschritt wird in das Spritzschild 10 ein Steg 12 angeformt bzw. angespritzt, der umlaufend ringförmig ausgebildet ist und eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsform besitzt. Auch die Herstellung von Stegen 12 mit anderer Querschnittsform ist möglich. Dabei ist die Höhe des Steges 12 kleiner als die Höhe des umgebenen Spritzschildes 10. Der Steg 12 haftet auf einer Seite an der Oberfläche 5 des Bauteils 1 an. Der Steg 12 besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, je nachdem, aus welchem Werkstoff die zu fügenden Bauteile hergestellt sind.In a first step in the spray shield 10 a footbridge 12 molded or molded, which is circumferentially annular and has a substantially triangular cross-sectional shape. Also the production of bars 12 with other cross-sectional shape is possible. Here is the height of the bridge 12 smaller than the height of the surrounding spray shield 10 , The jetty 12 clings to the surface on one side 5 of the component 1 at. The jetty 12 is preferably made of metal, in particular of steel or aluminum, depending on the material from which the components to be joined are made.

Entsprechend 3 wird in einem zweiten Schritt das Spritzschild 10 von dem Bauteil 1 und dem Steg 12 entfernt. Durch die glatte Oberfläche 11 an dem Spritzschild 10 lässt sich dieses von dem Steg 12 abziehen, wobei an einer äußeren Umfangsfläche 13 des Steges 12 ebenfalls eine glatte Oberfläche ausgebildet ist, die der Kontur des Spritzschildes 10 an der Innenseite 11 entspricht.Corresponding 3 In a second step, the spray shield 10 from the component 1 and the jetty 12 away. Due to the smooth surface 11 on the spray shield 10 this can be done from the jetty 12 peel off, taking on an outer peripheral surface 13 of the footbridge 12 Also, a smooth surface is formed, the contour of the spray shield 10 on the inside 11 equivalent.

In 4 ist die Position gezeigt, wenn das zu fügende Bauteil 2 an dem ersten Bauteil 1 montiert ist. Das Bauteil 2 ist so ausgebildet, dass es rohrförmig den ringförmigen Steg 12 umgreift, wobei eine innere Umfangsfläche 14 im Bereich des Steges 12 für eine bessere Verbindung auch oberflächenbehandelt sein kann, z. B. mit einer größeren Rauhigkeit versehen ist. Zumindest liegt eine innere Umfangsfläche 14 des Bauteiles 2 zumindest teilweise formschlüssig an dem Steg 12 an.In 4 the position is shown when the component to be joined 2 on the first component 1 is mounted. The component 2 is formed so that it tubular the annular ridge 12 encompasses, wherein an inner peripheral surface 14 in the area of the footbridge 12 may also be surface-treated for a better connection, for. B. is provided with a larger roughness. At least there is an inner peripheral surface 14 of the component 2 at least partially positive fit on the web 12 at.

Nach dem Ansetzen des zweiten Bauteiles 2 an dem ersten Bauteil 1 erfolgt ein Schweißen an der zu dem Steg 12 gegenüberliegenden Seite, wodurch eine Schweißnaht 15 gebildet wird. Beim Schweißen wird durch Wärme oder Druck mit oder ohne Schweißzugabe das Material des ersten Bauteiles 1 und des zweiten Bauteiles 2 zumindest teilweise geschmolzen, damit eine Fügeverbindung entsteht. Beim Schweißen wird jedoch auch das Material des Steges 12 teilweise geschmolzen, so dass sich dieses nicht nur mit dem ersten Bauteil 1 sondern auch mit dem zweiten Bauteil 2 dauerhaft verbindet.After attaching the second component 2 on the first component 1 a welding takes place at the to the web 12 opposite side, creating a weld 15 is formed. During welding, heat or pressure, with or without welding addition, makes the material of the first component 1 and the second component 2 at least partially melted, so that a joint connection is formed. When welding but also the material of the bridge 12 partially melted, so this not only with the first component 1 but also with the second component 2 permanently connects.

Die fertige Fügeverbindung ist in 5 dargestellt. Die Schweißnaht 15 besitzt eine Größe, die bis in den Steg 12 hineinragt, so dass das zweite Bauteil 2 mit dem ersten Bauteil 1 sowohl über den Steg 12 als auch über die Schweißnaht 15 verbunden ist, so dass sich eine erhöhte Festigkeit ergibt.The finished joint is in 5 shown. The weld 15 has a size that goes up to the jetty 12 protrudes, so that the second component 2 with the first component 1 both over the jetty 12 as well as over the weld 15 is connected, so that there is an increased strength.

In 6A ist eine fertige Fügeverbindung schematisch dargestellt, bei der als erstes Bauteil 1 ein Rohr vorgesehen ist, an dem als zweites Bauteil 2 ebenfalls ein Rohr 2 festgelegt ist. Hierbei sind in dem Verbindungsbereich ein Steg 12 an dem inneren Umfang des Rohres 2 vorgesehen sowie eine Schweißnaht 15, die im Wesentlichen am äußeren Umfang des Rohres 2 montiert ist. Das Rohr 2 kann dabei an der Stirnseite so ausgebildet sein, dass es an die Kontur des ersten Bauteiles 1 angepasst ist, also eine in Seitenansicht halbkreisförmige Stirnfläche aufweist.In 6A is a finished joint connection shown schematically, in which as the first component 1 a pipe is provided on which as the second component 2 also a pipe 2 is fixed. Here are in the connection area a bridge 12 on the inner circumference of the tube 2 provided as well as a weld 15 which are essentially on the outer circumference of the tube 2 is mounted. The pipe 2 can be formed on the front side so that it to the contour of the first component 1 is adapted, that has a semi-circular in side view face.

Bei dem in 6B dargestellten Ausführungsbeispiel einer fertigen Fügeverbindung ist ein erstes Bauteil 1' als ebenes Blech ausgebildet, an dem als zweites Bauteil 2 ein Rohr festgelegt ist. Dabei ist eine Stirnseite des Rohres 2 eben ausgebildet, und über einen Steg 12 und eine Schweißnaht 15 mit dem Blech 1' verbunden.At the in 6B illustrated embodiment of a finished joint connection is a first component 1' designed as a flat sheet, on which as a second component 2 a pipe is set. Here is an end face of the tube 2 just trained, and over a jetty 12 and a weld 15 with the sheet 1' connected.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das zweite Bauteil 2 als Hohlkörper ausgebildet, wobei eine Kehlnaht zur Verbindung mit einem ersten Bauteil 1 vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich jedoch auch für andere Fügeverbindungen von Platten, Rohren, Stäben etc. einsetzen.In the illustrated embodiments, the second component 2 formed as a hollow body, wherein a fillet weld for connection to a first component 1 is provided. However, the method according to the invention can also be used for other joining connections of plates, pipes, rods, etc.

Claims (7)

Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung von Bauteilen, mit den folgenden Schritten: – Ansetzen eines Spritzschildes (10) an einem ersten Bauteil (1); – Anformen mindestens eines Steges (12) an dem ersten Bauteil (1) unter Begrenzung des Steges (12) durch das Spritzschild (10), – Entfernen des Spritzschildes (10); – Ansetzen eines zu fügenden zweiten Bauteiles (2) an das erste Bauteil (1) benachbart zu denn mindesten einen Steg (12), und – Verschweißen des zweiten Bauteils (2) mit dem ersten Bauteil (1), wobei das zweite Bauteil (2) zumindest bereichsweise mit dem mindestens einen Steg (12) verbunden wird.Method for producing a joint connection of components, comprising the following steps: - applying a spray shield ( 10 ) on a first component ( 1 ); - molding at least one web ( 12 ) on the first component ( 1 ) under limitation of the bridge ( 12 ) through the spray shield ( 10 ), - Removing the spray shield ( 10 ); - Placing a second component to be joined ( 2 ) to the first component ( 1 ) adjacent to at least one jetty ( 12 ), and - welding the second component ( 2 ) with the first component ( 1 ), the second component ( 2 ) at least in regions with the at least one web ( 12 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (12) beim Schweißen zumindest teilweise geschmolzen wird und eine Verbindung mit dem zweiten Bauteil (2) eingeht.Method according to claim 1, characterized in that the web ( 12 ) is at least partially melted during welding and a connection with the second component ( 2 ) received. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (12) mit einer umlaufenden Kontur, vorzugsweise ringförmig an dem ersten Bauteil (1) angespritzt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one web ( 12 ) with a circumferential contour, preferably annularly on the first component ( 1 ) is injected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzschild (10) den mindestens einen Steg (12) ringförmig umgibt und höher als der Steg (12) ausgebildet ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spray shield ( 10 ) the at least one bridge ( 12 ) annularly and higher than the web ( 12 ) is trained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Bauteil (12) ein Hohlprofil, vorzugsweise ein Rohr an das erste Bauteil (1) angeschweißt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as a second component ( 12 ) a hollow profile, preferably a tube to the first component ( 1 ) is welded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Bauteil (1, 1') ein Hohlprofil, Rohr oder Blech verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as the first component ( 1 . 1' ) a hollow profile, pipe or sheet is used. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) in dem Verbindungsbereich mit dem Steg (12) für eine höhere Oberflächenrauhigkeit vorbehandelt ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second component ( 2 ) in the connection area with the web ( 12 ) has been pretreated for a higher surface roughness.
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