DE102010054183A1 - Metal sheet arrangement has flare portion which extends transverse to longitudinal axis through basic contour portion of slot-shaped opening that is located along longitudinal axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Blechanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechteile zur Bildung der genannten Blechanordnung.The invention relates to a sheet arrangement of the type specified in the preamble of
Metallische Bleche werden in einer Vielzahl von technischen Anwendungen eingesetzt, wobei entsprechende Umformverfahren vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen. Nicht alle Bauteile lassen sich aus einteilig umgeformten Blechen herstellen, so dass je nach Anwendungsfall mindestens zwei Blechteile miteinander verschweißt werden müssen. In einer derartigen typischen Blechanordnung grenzt ein Blechteil mittels mindestens einer seiner Kanten an eine Seitenfläche des weiteren Blechteils entlang einer Fügelinie an. Für eine dauerhafte und hochbelastbare Fügung werden die beiden Blechteile durch Schweißen miteinander verbunden.Metallic sheets are used in a variety of technical applications, with appropriate forming processes open up a variety of design options. Not all components can be produced from one-piece formed sheets, so that depending on the application at least two sheet metal parts must be welded together. In such a typical sheet metal arrangement, a sheet metal part adjoins a side surface of the further sheet metal part along at least one of its edges along a joint line. For a permanent and highly loadable joint, the two sheet metal parts are joined together by welding.
Der Vorgang des Verschweißens ist insbesondere wegen der dabei erforderlichen Wärmezufuhr mit hohem Aufwand verbunden. Beide Blechteile müssen zunächst exakt gegeneinander positioniert und gehalten werden, um die Verschweißung ausführen zu können. Unter Einwirkung des hierbei erfolgenden Wärmeeintrags neigen die Blechteile zu Verzug, wodurch die Maßhaltigkeit der Blechanordnung beeinträchtigt wird. Zur gegenseitigen Fixierung und zur Verminderung des Verzuges sind aufwändige Schweißlehren erforderlich, die hohen mechanischen Belastungen standhalten können müssen. Das Anfertigen der Lehren bedeutet einen hohen Investitionsaufwand, der insbesondere bei Einzelteilanfertigung oder bei Kleinserien zu einem erheblichen und nachteiligen Kalkulationsfaktor wird.The process of welding is connected in particular because of the necessary heat input with great effort. Both sheet metal parts must first be accurately positioned and held against each other in order to carry out the welding can. Under the action of the resulting heat input sheet metal parts tend to delay, whereby the dimensional accuracy of the sheet assembly is impaired. For mutual fixation and to reduce the delay complex welding gauges are required, which must be able to withstand high mechanical loads. The preparation of the teachings means a high capital expenditure, which becomes a significant and disadvantageous calculation factor, especially in the case of single-part or small-batch production.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blechanordnung anzugeben, mittels derer mindestens zwei Blechteile tragfähig und mit geringem Aufwand miteinander verschweißt werden können.The invention has for its object to provide a sheet assembly, by means of which at least two sheet metal parts can be welded and able to be welded together with little effort.
Diese Aufgabe wird durch eine Blechanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a sheet arrangement with the features of
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verschweißen mindestens zweier Blechteile zur Bildung der vorgenannten Blechanordnung anzugeben, welches einerseits mit geringem Aufwand eine tragfähige gegenseitige Fixierung beider Blechteile während des Schweißvorganges und andererseits eine in hoher Taktzahl leicht herstellbare und tragfähige Verschweißung ermöglicht.The invention is also based on the object of specifying a method for welding at least two sheet-metal parts to form the aforementioned sheet arrangement, which on the one hand with little effort a viable mutual fixation of both sheet metal parts during the welding process and on the other hand allows a high speed easy to manufacture and sustainable welding.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.This object is achieved by a method having the features of
Es wird eine Blechanordnung vorgeschlagen, bei der das erste Blechteil entlang der Fügelinie eine Reihe von Öffnungen aufweist, wobei sich eine einzelne schlitzförmige Öffnung entlang einer Längsachse erstreckt. Das zweite Blechteil ist entlang seiner mindestens einen Kante entsprechend den schlitzförmigen Öffnungen mit einer Reihe von Vorsprüngen zur Einführung in die schlitzförmigen Öffnungen versehen. Der Vorsprung steht in Richtung einer Hochachse von der Kante ab. Die schlitzförmige Öffnung weist mindestens eine Aufweitung auf, die sich quer zur Längsachse über eine Grundkontur der schlitzförmigen Öffnung hinaus erstreckt.A sheet assembly is proposed in which the first sheet metal part has a series of openings along the joint line, with a single slot-shaped opening extending along a longitudinal axis. The second sheet metal part is provided along its at least one edge corresponding to the slot-shaped openings with a series of projections for insertion into the slot-shaped openings. The projection is in the direction of a vertical axis from the edge. The slot-shaped opening has at least one widening which extends transversely to the longitudinal axis beyond a base contour of the slot-shaped opening.
Nach der Erfindung ist im zugehörigen Verfahren vorgesehen, dass das zweite Blechteil zunächst mit seiner Kante entlang der Fügelinie an die Seitenfläche des ersten Blechteiles angesetzt wird, wobei die Vorsprünge in die Öffnungen des ersten Blechteils eingeführt werden. Es erfolgt außerdem eine provisorische, insbesondere formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Blechteilen, die eine für die spätere Verschweißung erforderliche gegenseitige Lagefixierung beider Blechteile sicherstellt und hierbei auch die in die Öffnung hineinragende Position des Vorsprunges aufrecht erhält. In diesem provisorisch verbundenen Zustand erfolgt dann eine Verschweißung der beiden Blechteile durch Setzen mindestens eines Schweißpunktes in der mindestens einen Aufweitung.According to the invention, it is provided in the associated method that the second sheet metal part is first attached with its edge along the joint line to the side surface of the first sheet metal part, wherein the projections are inserted into the openings of the first sheet metal part. There is also a provisional, in particular positive connection between the two sheet metal parts, which ensures a required for subsequent welding mutual positional fixation of both sheet metal parts and this also maintains the projecting into the opening position of the projection. In this provisionally connected state, a welding of the two sheet-metal parts is then carried out by setting at least one welding point in the at least one widening.
Die Blechanordnung ist mit geringem Aufwand herstellbar, wobei das zweite Blechteil einschließlich seiner einteilig daran angeformten Vorsprünge ohne großen Aufwand beispielsweise aus einer Blechtafel ausgelasert werden kann. Auch das erste Blechteil kann einschließlich seiner Öffnungen und Aufweitungen einteilig in gleicher Weise aus einer Blechtafel ausgetrennt werden. Natürlich ist die Herstellung der Blechteile auch durch Stanzen oder dergleichen möglich. Beispielsweise durch Umbiegen des oder der weiter unten beschriebenen Halteflügel, aber auch durch andere Maßnahmen werden beide Blechteile zunächst provisorisch gegeneinander fixiert, wobei auch die Vorsprünge einen Formschluss zwischen beiden Blechteilen herstellen und damit zur Lagefixierung beitragen. Bei einer entsprechend feinmaschigen Anordnung der Öffnung und Vorsprünge ist diese Fixierung zumindest näherungsweise spaltfrei und unnachgiebig. Auf Schweißlehren kann deshalb unter Umständen vollständig verzichtet werden. Vielmehr ist die gegenseitige Fixierung beider Blechteile derart tragfähig, dass ohne weitere stützende Maßnahmen die Verschweißung vorgenommen werden kann. Anordnung und Verfahren sind damit insbesondere für Einzelfertigung und Kleinserien geeignet, sind aber auch bei Großserienfertigung wirtschaftlich.The sheet assembly can be produced with little effort, the second sheet metal part including its integrally formed thereon projections can be lasered out without great effort, for example, from a metal sheet. Also, the first sheet metal part, including its openings and widening can be separated in one piece in the same way from a metal sheet. Of course, the production of sheet metal parts by punching or the like is possible. For example, by bending the retaining wing or wings described below, but also by other measures, both sheet metal parts are initially provisionally fixed against each other, wherein the projections produce a positive connection between the two sheet metal parts and thus contribute to fixing the position. In a correspondingly fine mesh arrangement of the opening and projections, this fixation is at least approximately gap-free and unyielding. Under certain circumstances, welding gauges can therefore be completely dispensed with. Rather, the mutual fixation of both sheet metal parts is so strong that without further supportive measures, the welding can be made. Arrangement and method are thus suitable in particular for single-part production and small series, but are also economical for large-scale production.
Für die Erfindung kommen nahezu alle gängigen Schweißverfahren und insbesondere elektrische Schweißverfahren, insbesondere Schutzgasschweißverfahren wie bevorzugt das Metallaktivgas(MAG)-Schweißverfahren in Betracht. Die Aufweitung in der schlitzförmigen Öffnung erzeugt einen Schweißraum, der die Schweißelektrode und den Schweißpunkt stabilisiert, was das Führen des Schweißgerätes für den Schweißer deutlich vereinfacht und zu hohen Taktzahlen bei einer Vielzahl von Schweißpunkten führt. Die Wirtschaftlichkeit ist deutlich verbessert. Durch die Aufweitung ist ein Schweißraum gebildet, der durch das obere, erste Blechteil hindurch zum unteren, zweiten Blechteil führt. Der Schweißpunkt füllt diesen Schweißraum aus, so dass die Bleichteile nicht nur auf der Oberseite, sondern bis zur Unterseite durchgehend verschweißt sind. Es entsteht nahezu kein Aufbau einer Schweißnaht nach außen. Vielmehr wird der Schweißraum bzw. die Aufweitung durch den Schweißpunkt ohne Überstand ausgefüllt, so dass praktisch keine oder allenfalls nur geringfügige Nacharbeiten erforderlich sind. Der nahezu abgeschlossene Schweißraum hält den Schweißpunkt in einer kompakten Form, so dass der hiervon ausgehende Wärmeeintrag in die benachbarten Blechabschnitte minimal ist. Dies führt zu einem geringen oder sogar vernachlässigbaren Schweißverzug, der nachfolgende Richtarbeiten überflüssig macht. Almost all standard welding methods and in particular electrical welding methods, in particular inert gas welding methods, such as preferably the metal active gas (MAG) welding method, are suitable for the invention. The widening in the slot-shaped opening creates a welding space that stabilizes the welding electrode and the welding point, which significantly simplifies the welding device for the welder and leads to high cycle numbers at a plurality of welding spots. The economy is significantly improved. By widening a welding space is formed, which leads through the upper, first sheet metal part through to the lower, second sheet metal part. The welding point fills this welding space, so that the bleaching parts are not only welded on the top but also all the way to the underside. There is almost no buildup of a weld outwards. Rather, the welding space or the expansion is filled by the welding point without supernatant, so that virtually no or only minor rework is required. The almost complete welding space keeps the welding point in a compact form, so that the heat input into the adjacent sheet metal sections emanating from this is minimal. This leads to a small or even negligible welding distortion, which makes subsequent straightening superfluous.
Da der durch die Aufweitung und ggf. auch durch die unten beschriebene Aussparung begrenzte Schweißraum nicht vollständig abgeschlossen ist, kann von nur einer Seite aus zugeführtes Schutzgas durch den Schweißraum hindurch treten. Dies erlaubt eine vollständige und in Tieferrichtung durchgehende Verschweißung von nur einer Seite aus: Beim Schutzgasschweißen und insbesondere beim MAG-Schweißen wird zunächst der Schutzgasstrom freigegeben, noch bevor der eigentliche Schweißpunkt durch Kontakt der Schweißelektrode hergestellt wird. Durch die offene bzw. durchlässige Form des Schweißraumes bildet sich zunächst eine Schutzgaswolke aus, die das Schweißgebiet vollständig umschließt. Das Setzen des Schweißpunktes dauert anders als das Ziehen einer Schweißraupe nur eine sehr kurze Zeit von wenigen Zehntelsekunden, innerhalb derer die Schutzgaswolke sich nicht verflüchtigt, sondern den Schweißpunkt vollständig einschließlich seiner dem Schweißer abgewandten Rückseite umschließt. Im Ergebnis wird dadurch eine qualitativ hochwertige Verschweißung unter Ausschluss von Sauerstoff erzielt, die auf beiden Seiten des ersten Blechteiles wirkt, obwohl von nur einer Seite dieses ersten Blechteiles aus geschweißt wird. Die oben genannte kurze Zeit zum Setzen eines Schweißpunktes führt dazu, dass sehr viele Schweißpunkte in gleicher Weise mit sehr hoher Taktzahl gesetzt werden können, so dass Anordnung und Verfahren zu einer hohen Wirtschaftlichkeit führen.Since the limited by the expansion and possibly also by the recess described below welding space is not completely completed, from just one side of supplied inert gas can pass through the weld space. This allows a complete and deep welding continuous welding of only one side: In inert gas welding and in particular in MAG welding, the protective gas stream is first released before the actual welding point is made by contact of the welding electrode. Due to the open or permeable shape of the welding space, a protective gas cloud initially forms, which completely encloses the welding area. The setting of the welding point, unlike the drawing of a welding bead, takes only a very short time of a few tenths of a second, within which the protective gas cloud does not volatilize, but completely encloses the welding spot, including its rear side facing away from the welder. As a result, a high-quality welding is achieved in the absence of oxygen, which acts on both sides of the first sheet metal part, although from only one side of this first sheet metal part is welded from. The abovementioned short time for setting a welding point means that a large number of welding spots can be set in the same way with a very high number of cycles, so that arrangement and method lead to a high degree of economy.
In vorteilhafter Weiterbildung der Anordnung ist der Vorsprung in Form einer Verbindungslasche zur Hindurchführung durch die schlitzförmigen Öffnungen ausgeführt. Die Verbindungslasche steht dabei in Richtung einer Hochachse von der Kante des zweiten Blechteils ab und weist ein in Richtung der Hochachse sich erstreckendes Mittelteil auf. Vom Mittelteil steht bezogen auf die Hochachse in seitlicher Richtung mindestens ein zum Umbiegen vorgesehener Halteflügel ab. Eine der Kante zugewandte Unterkante des Halteflügels liegt in einem Abstand zur Kante des zweiten Blechteils, der der Dicke des ersten Blechteils entspricht.In an advantageous embodiment of the arrangement, the projection is designed in the form of a connecting strap for passage through the slot-shaped openings. The connecting plate protrudes in the direction of a vertical axis from the edge of the second sheet metal part and has a central part extending in the direction of the vertical axis. From the middle part is relative to the vertical axis in the lateral direction at least one intended for bending retaining wing from. One of the edge facing the lower edge of the holding wing is located at a distance from the edge of the second sheet metal part, which corresponds to the thickness of the first sheet metal part.
Nach der Erfindung ist im zugehörigen Verfahren vorgesehen, dass das zweite Blechteil zunächst mit seiner Kante entlang der Fügelinie an die Seitenfläche des ersten Blechteiles angesetzt wird, wobei die Verbindungslaschen durch die Öffnungen des ersten Blechteils hindurchgeführt werden. Anschließend wird der mindestens eine Halteflügel umgebogen, so dass eine provisorische formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Blechteilen entsteht. In diesem provisorisch formschlüssig verbundenen Zustand erfolgt dann eine Verschweißung der beiden Blechteile durch Setzen mindestens eines Schweißpunktes in der mindestens einen Aufweitung.According to the invention, it is provided in the associated method that the second sheet metal part is first attached with its edge along the joint line to the side surface of the first sheet metal part, wherein the connecting straps are passed through the openings of the first sheet metal part. Subsequently, the at least one retaining wing is bent so that a provisional positive connection between the two sheet metal parts is formed. In this provisionally positively connected state, a welding of the two sheet-metal parts is then carried out by setting at least one spot weld in the at least one widening.
Durch Umbiegen des oder der Halteflügel werden beide Blechteile sicher gegeneinander fixiert. Bei einer entsprechend feinmaschigen Anordnung der Öffnung und Verbindungslaschen ist diese Fixierung zumindest näherungsweise spaltfrei und unnachgiebig. Auf Schweißlehren oder dergleichen kann deshalb vollständig verzichtet werden.By bending the retaining wing or both sheet metal parts are securely fixed against each other. In a correspondingly fine-mesh arrangement of the opening and connecting straps, this fixation is at least approximately gap-free and unyielding. On welding gauges or the like can therefore be completely dispensed with.
In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens wird nach der formschlüssigen Verbindung der beiden Blechteile mittels mehrerer Verbindungslaschen zunächst mindestens eine Verbindungslasche abgetrennt, während mindestens eine weitere Verbindungslasche die formschlüssige Verbindung aufrecht erhält. Nachfolgend wird der mindestens eine Schweißpunkt in die mindestens eine Aufweitung im Bereich der abgetrennten Verbindungslasche gesetzt. Schließlich werden sukzessive die weiteren Verbindungslaschen abgetrennt und dort jeweils mindestens ein Schweißpunkt gesetzt. Beim Setzen eines jeden Schweißpunktes ist die Blechanordnung immer zuverlässig entweder durch benachbarte Laschen und/oder durch bereits gesetzte Schweißpunkte fixiert. Zu keinem Zeitpunkt entsteht eine relative Beweglichkeit der beiden Blechteile zueinander, so dass eine Maßhaltigkeit der fertig verschweißten Blechanordnung sichergestellt ist.In an advantageous embodiment of the method, after the positive connection of the two sheet-metal parts by means of a plurality of connecting straps, at least one connecting strap is first separated, while at least one further connecting strap maintains the positive-locking connection. Subsequently, the at least one spot weld is set in the at least one widening in the region of the severed connecting tab. Finally, the other connecting tabs are successively separated and set there at least one welding point. When setting each weld point, the sheet assembly is always reliably fixed either by adjacent tabs and / or by already set welds. At no time arises relative movement of the two sheet metal parts to each other, so that dimensional accuracy of the finished welded sheet assembly is ensured.
In vorteilhafter Weiterbildung sind entlang der Längsachse der Öffnung mindestens zwei und bevorzugt drei Aufweitungen vorgesehen, wobei zwei Aufweitungen im Bereich von Endabschnitten der schlitzförmigen Öffnung und eine dritte Aufweitung mittig in der schlitzförmigen Öffnung angeordnet sind. Hierdurch kann unter Verzicht auf zeitraubende Schweißraupen die Verschweißung allein durch Setzen von Schweißpunkten hergestellt werden. Dies geht in sehr hoher Taktrate mit hoher Wirtschaftlichkeit. Dennoch wird die schlitzförmige Öffnung zumindest näherungsweise vollständig durch das Material der Schweißpunkte ausgefüllt, so dass neben einer hohen Tragfähigkeit auch ein optisch gleichmäßiges Erscheinungsbild der Schweißverbindung erzielt ist.In an advantageous development, at least two and preferably three widenings are provided along the longitudinal axis of the opening, wherein two Expansions in the region of end portions of the slot-shaped opening and a third expansion are arranged centrally in the slot-shaped opening. As a result, the welding can be made by setting welds, dispensing with time-consuming welding beads. This goes at a very high clock rate with high efficiency. Nevertheless, the slot-shaped opening is at least approximately completely filled by the material of the welding points, so that in addition to a high load capacity and an optically uniform appearance of the welded joint is achieved.
Bevorzugt liegt eine Breite der Aufweitung in einem Bereich von einschließlich des 1,5fachen bis einschließlich des 3,0fachen, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich des 2,0fachen bis einschließlich des 2,5fachen einer Dicke des ersten und/oder des zweiten Blechteils und beträgt insbesondere etwa das 2,2fache davon. Es hat sich gezeigt, dass bei Einhaltung dieser Maßangaben einerseits ein leichtes Setzen des Schweißpunktes mit guter Auffüllung der Aufweitung und andererseits eine hohe Tragfähigkeit der Schweißverbindung erzielbar ist.Preferably, a width of the expansion is in a range of from 1.5 times to 3.0 times inclusive, preferably in a range from 2.0 times to 2.5 times a thickness of the first and / or the second sheet metal part and is especially about 2.2 times that. It has been found that adherence to these measures on the one hand easy setting of the weld point with good filling of the expansion and on the other hand, a high load capacity of the welded joint can be achieved.
In zweckmäßiger Weiterbildung weist das zweite Blechteil im Bereich der Verbindungslasche und seiner an das erste Blechteil angrenzenden Kante eine Aussparung auf, wobei die mindestens eine Aussparung im montierten Zustand der beiden Blechteile mit einer korrespondierenden Aufweitung fluchtet. Bevorzugt ist seitlich des Mittelteiles der Verbindungslasche je eine Aussparung vorgesehen. Der jeweils durch eine Aussparung und eine korrespondierende Aufweitung gebildete Schweißraum erstreckt sich innerhalb des zweiten Blechteiles von der Außenseite des ersten Blechteiles aus bis auf die gegenüberliegende Seite, so dass eine zuverlässige Verschweißung auch auf der dem Schweißer abgewandten Rückseite beim Setzen des Schweißpunktes erzielt ist.In an expedient development, the second sheet-metal part in the region of the connecting plate and its adjacent edge of the first sheet metal part has a recess, wherein the at least one recess in the assembled state of the two sheet metal parts is aligned with a corresponding widening. Preferably, a recess is provided laterally of the middle part of the connecting link. The welding space formed in each case by a recess and a corresponding widening extends within the second sheet metal part from the outside of the first sheet metal part to the opposite side, so that reliable welding is also achieved on the rear side facing away from the welder when setting the welding point.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Aufweitung und/oder die Aussparung in Form von Kreisabschnitten ausgestaltet. Dies führt zur Ausbildung eines zumindest näherungsweise kugelförmigen oder kugelabschnittförmigen Schweißraumes, in dem die Wärmeentwicklung des Schweißpunktes in maximal möglicher Konzentration gehalten wird. Die Übergangsfläche zu den abgrenzenden Blechabschnitten und damit auch der Wärmeeintrag in die abgrenzenden Blechabschnitte sind relativ zur Wärmemenge minimiert.In an expedient embodiment, the widening and / or the recess are designed in the form of circular sections. This leads to the formation of an at least approximately spherical or spherical segment-shaped welding space, in which the heat development of the welding point is kept in the maximum possible concentration. The transition surface to the delimiting sheet metal sections and thus the heat input into the delimiting sheet metal sections are minimized relative to the amount of heat.
Es kann zweckmäßig sein, dass die einzelnen Verbindungslaschen jeweils nur einen Halteflügel aufweisen. In bevorzugter Weiterbildung sind bezogen auf die Hochachse zwei sich gegenüberliegende Halteflügel vorgesehen. Nachdem beide umgebogen sind, erzeugen sie eine zumindest näherungsweise symmetrische Haltekraft, wodurch ein Verzug beim Verspannen mittels Umbiegung vermieden wird. Außerdem erlaubt die Anordnung zweier Halteflügel an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Arten der formschlüssigen Verbindung. Sofern nämlich die beiden Blechteile zumindest näherungsweise in einem rechten Winkel zueinander stehen, können die beiden Halteflügel in einer um die Hochachse vorgenommenen Drehbewegung rotationssymmetrisch umgebogen werden. Dies kann ganz leicht beispielsweise durch eine angesetzte Zange mit einer kurzen Drehbewegung vorgenommen werden, was mit geringem Kraft- und Zeitaufwand möglich ist. In kurzer Zeit kann eine Vielzahl von örtlichen Verbindungsstellen bzw. Verbindungslaschen verspannt werden. Bei bestimmten Anwendungsfällen sind aber auch andere Möglichkeiten der Verspannung eröffnet. Wenn beispielsweise die beiden Blechteile in einem von der Rechtwinkligkeit abweichenden Winkel zueinander liegen, würde der zur abfallenden Seite hin umgebogene Halteflügel keine Halte- bzw. Klemmkraft aufbringen können. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, dass beide Halteflügel spiegelsymmetrisch zum ansteigenden Abschnitt des ersten Blechteils hin umgebogen werden. Insgesamt sind damit nahezu alle in Frage kommenden geometrischen Ausgestaltungen des Verbindungsbereiches abdeckbar.It may be expedient that the individual connecting straps each have only one retaining wing. In a preferred embodiment, two opposing retaining wings are provided with respect to the vertical axis. After both are bent, they produce an at least approximately symmetrical holding force, whereby a distortion during clamping by means of bending is avoided. In addition, the arrangement allows two retaining wings adapted to the particular application types of positive connection. If, namely, the two sheet metal parts are at least approximately at a right angle to each other, the two retaining wings can be bent rotationally symmetrical in a rotational movement made about the vertical axis. This can be easily done for example by an attached pliers with a short rotary motion, which is possible with little effort and time. In a short time, a plurality of local connection points or connecting straps can be braced. In certain applications, however, other possibilities of clamping are opened. If, for example, the two sheet-metal parts lie at a different angle to each other from the perpendicularity, the retaining wing turned over to the sloping side would not be able to apply any holding or clamping force. In this case, it may be appropriate that both retaining wings are bent mirror-symmetrically to the rising portion of the first sheet metal part out. Overall, almost all possible geometric configurations of the connection area can thus be covered.
In vorteilhafter Weiterbildung weist die Unterkante des Halteflügels angrenzend an das Mittelteil einen inneren Abstand zur Kante des zweiten Blechteils auf, der kleiner als die Dicke des ersten Blechteils ist. Dabei weitet sich der Abstand ausgehend vom Mittelteil auf einen äußeren Abstand auf, der größer als die Dicke des ersten Blechteils ist. Hierdurch entsteht eine Keilform, die beim Umbiegen der Halteflügel zunächst ein wenig Spiel zwischen dem Halteflügel und dem zu haltenden Blechteil belässt. Durch weiteres Umbiegen entlang einer parallel zur Hochachse liegenden Biegelinie kommt die Unterkante des Halteflügels jedoch mit der entsprechenden Oberfläche des zu fixierenden Blechteils in Kontakt und verspannt dieses infolge von Keilwirkung mit hoher Haltekraft in Richtung der Hochachse gegen die Kante des daran angrenzenden zweiten Blechteils. In diesem verspannten Zustand ist die erzielte formschlüssige Verbindung hoch tragfähig und im Übrigen spielfrei. Nachfolgende Bearbeitungsschritte, insbesondere die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung, können ohne Gefahr eines gegenseitigen Verrutschens durchgeführt werden. Außerdem ist die Anordnung widerstandsfähig gegen thermische Einflüsse wie Schweißverzug oder dergleichen.In an advantageous embodiment, the lower edge of the holding wing adjacent to the middle part at an inner distance to the edge of the second sheet metal part, which is smaller than the thickness of the first sheet metal part. In this case, the distance expands, starting from the middle part to an outer distance which is greater than the thickness of the first sheet metal part. This creates a wedge shape, which initially leaves a little play between the retaining wing and the sheet metal part to be held when bending the retaining wings. However, by further bending along a bending line parallel to the vertical axis, the lower edge of the holding wing comes into contact with the corresponding surface of the sheet metal part to be fixed and tensions this due to wedging action with high holding force in the direction of the vertical axis against the edge of the adjacent second sheet metal part. In this clamped state, the achieved positive connection is highly stable and otherwise free of play. Subsequent processing steps, in particular the production of the cohesive connection, can be carried out without risk of mutual slippage. In addition, the arrangement is resistant to thermal influences such as welding distortion or the like.
In bevorzugter Weiterbildung umfasst die vorgenannte Unterkante des Halteflügels eine schräge Kante zur Bildung des sich aufweitenden Abstandes. Die schräge Kante ist in einem Winkel zur Kante des zweiten Blechteils angeordnet, wobei der Winkel bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 5° bis einschließlich 15° liegt und insbesondere etwa 10° beträgt. Mit den angegebenen Winkelmaßen ist materialabhängig ein gutes Verhältnis zwischen aufzubringenden Biegekräften und erzielbaren Verspannungskräften gefunden. Außerdem können die bei Blechteilen üblichen Lagetoleranzen ausgeglichen werden. Selbst bei einem innerhalb der üblichen Grenzen gekrümmten Verlauf der Fügelinie ist keine geometrische Anpassung der Verbindungslasche erforderlich, so dass diese auf Konstruktionsseite als vorbereitetes Element beispielsweise in einem CAD-System beliebig oft ohne geometrische Anpassung eingesetzt werden kann.In a preferred embodiment, the aforementioned lower edge of the holding wing comprises an oblique edge to form the widening distance. The sloping edge is at an angle to the edge of the second sheet metal part, wherein the angle is preferably in a range of from 5 ° to 15 ° inclusive and in particular is about 10 °. Depending on the material, a good ratio between applied bending forces and achievable bracing forces is found depending on the material used. In addition, the usual sheet metal parts position tolerances can be compensated. Even with a curved within the usual limits course of the joint line no geometric adjustment of the connecting plate is required so that it can be used on the design side as a prepared element, for example in a CAD system as often as desired without geometric adjustment.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist angrenzend an die Kante des zweiten Blechteils und an dessen Mittelteil ein insbesondere beidseitig des Mittelteils sich erstreckender Führungsabsatz vorgesehen, dessen Länge einer Länge der Öffnung im ersten Blechteil entspricht. Beim Hindurchführen der Verbindungslasche durch die Öffnung greift der Führungsabsatz in die gleiche Öffnung ein und vermeidet so, dass die beiden Blechteile in Richtung der Fügelinie gegeneinander verrutschen können.In an expedient embodiment, adjacent to the edge of the second sheet-metal part and at the middle part thereof there is provided a guide shoulder extending in particular on both sides of the middle part, whose length corresponds to a length of the opening in the first sheet-metal part. When passing the connecting strap through the opening of the guide shoulder engages in the same opening and avoids so that the two sheet metal parts can slip against each other in the direction of the joint line.
Vorteilhaft ist die den Schweißraum bildende Aussparung im Führungsabsatz angeordnet und erstreckt sich ausgehend davon bis unter die Kante des zweiten Blechteiles. Führungsabsatz und Aussparung können die ihnen jeweils zugedachte Aufgabe erfüllen, ohne sich gegenseitig zu behindern.Advantageously, the recess forming the welding space is arranged in the guide shoulder and extends starting from it to below the edge of the second sheet metal part. Guide heel and recess can fulfill their respective intended task, without hindering each other.
Bevorzugt weist der vorgenannte Führungsabsatz und/oder der eingangs genannte Vorsprung in Richtung der Hochachse eine Höhe auf, die kleiner ist als die Dicke des ersten Blechteils. Hierdurch ist vermieden, dass der Führungsabsatz nach Entfernen der überstehenden Verbindungslaschen, oder der Vorsprung als solcher, wenn er nicht als Verbindungslasche ausgeführt ist, auf der gegenüberliegenden Seite über die betreffende Oberfläche des ersten Blechteils hervorsteht. Trotz des Führungsabsatzes entsteht in Verbindung mit einer zugeordneten, den Führungsabsatz aufnehmenden Aufweitung ein Schweißraum, der in vorstehend beschriebener Weise mit einem Schweißpunkt ausgefüllt werden kann. Auch an dieser Stelle sind keine oder allenfalls geringfügige Nacharbeiten an der Schweißverbindung erforderlich.Preferably, the aforementioned guide shoulder and / or the aforementioned projection in the direction of the vertical axis has a height which is smaller than the thickness of the first sheet metal part. This avoids that the guide paragraph after removal of the protruding connecting straps, or the projection as such, if it is not designed as a connecting tab, projects on the opposite side over the relevant surface of the first sheet metal part. Despite the guide paragraph creates in connection with an associated, the guide shoulder receiving widening a welding space that can be filled in the manner described above with a spot weld. Also at this point, no or at most minor reworking of the welded joint is required.
Die erfindungsgemäße Blechanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren können bei beliebigen Blechen bzw. Blechmaterialien mit beliebiger Dicke eingesetzt werden. Bevorzugt werden metallische Bleche aus Stahl oder NE-Metallen wie Aluminium, Magnesium, Titan oder dergleichen eingesetzt, wobei die Dicke des zweiten Blechteils ≤ 4 mm und insbesondere ≤ 2 mm ist. Dies ermöglicht die manuelle Handhabung der Verbindungslaschen ohne maschinelle Unterstützung. Die Halteflügel können von Hand beispielsweise mittels einer angesetzten Zange umgebogen werden. Ebenfalls kann mittels einer solchen Zange schließlich die Verbindungslasche beispielsweise mittels einer Drehbewegung manuell abgebrochen werden. Der Aufwand für die Herstellung der Verbindung ist weiter verringert.The sheet arrangement according to the invention and the method according to the invention can be used with any sheet metal or sheet metal material of any desired thickness. Preference is given to using metallic sheets of steel or non-ferrous metals such as aluminum, magnesium, titanium or the like, the thickness of the second sheet metal part being ≦ 4 mm and in particular ≦ 2 mm. This allows manual handling of the connection tabs without machine assistance. The retaining wings can be bent by hand, for example by means of an attached pliers. Likewise, by means of such a pair of pliers, finally, the connection tab can be broken off manually, for example by means of a rotary movement. The effort for the preparation of the compound is further reduced.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. Show it:
Das erste Blechteil
Die Vorsprünge
Es sind hier nur beispielhaft zwei Blechteile
Die Aufweitungen
Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite B etwa das 2,2fache davon. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die vorgenannten Angaben zur Breite B auf die Dicke d1 des ersten Blechteils
Das zweite Blechteil
Die jeweilige Unterkante
Des Weiteren zeigt
In Richtung der Hochachse
Aus der Zusammenschau der
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbindung der mindestens zwei Blechteile
Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Einzelheiten und dem zusammengesteckten Zustand nach den
Unter gleichzeitigem Bezug auf
Im nach
Bei den Öffnungen
Im nächsten Verfahrensschritt werden diese zur Seitenfläche
Aus der Zusammenschau der
Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Funktion und Wirkung sind zwei verschiedene Ausführungen in den
Dem gegenüber zeigt die Querschnittsdarstellung nach
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der Blechanordnung und auch des zugehörigen Verfahrens zum Verschweißen der Blechteile
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- 2010-12-10 DE DE201010054183 patent/DE102010054183A1/en not_active Withdrawn
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