金属板组件、用于接合金属板的方法和接合装置
2019-11-22

金属板组件、用于接合金属板的方法和接合装置

本发明的主题是一种金属板组件,包括:外金属板(1),包括通过滚动翻折或滑动翻折绕着翻折边缘(1b)折叠的凸缘(1c,1d,1e);内金属板(2),与凸缘(1c,1d,1e)形成接合部(3,6,8);以及焊接焊缝(4,5,7),产生在接合部(3,6,8)上或其中并将金属板(1,2)相互固定连接。本发明还涉及用于接合金属板的方法和用于翻折和焊接的装置。该装置包括:工具头部(10);设置在工具头部(10)上的翻折件(13,13’),用于进行滚动翻折或滑动翻折;以及设置在工具头部(10)上的焊接工具(15),其中设置翻折件(13,13’)和焊接工具(15),从而翻折件(13,13’)形成用于可利用焊接工具(15)进行的焊接过程的加压装置。

图6根据本发明第二示例性实施方案的金属板组件;

图20显示了金属板I和2通过沿着凸缘Ic的外侧延伸的焊缝彼此连接到一起的示例性实施方案。在凸缘Ic的外侧,凸缘Ic和金属板2形成搭接接合部,该搭接接合部的附图标记是8,以便使其与凸缘Ic的内侧上的搭接接合部3相区别。凸缘Ic和经由翻折边缘Ib而与其相接的金属板区域Ia形成槽,而凸缘Ic因此根据图5、6、12和13的示例性实施方案而被表示为lc,尽管金属板2没有位于这样形成的槽中,而是与凸缘Ic的外侧形成搭接接合部8,如已描述过的那样。

图16显示了根据本发明第七示例性实施方案的金属板组件。在第七示例性实施方案中,凸缘(称之为Ie以示区别)没有折叠到金属板区域Ia的方向,其经由翻折边缘Ib从所述金属板区域Ia突出,从而它不会与相邻的金属板区域Ia有共同的方向分量,并且特别是不会与其形成槽。当形成卷边连接时,凸缘Ie如根据其它示例性实施方案所述的那样利用翻折工具12绕翻折边缘Ib折叠,从而它与通过翻折边缘与其相接的金属板区域Ia包围了如示例性实施方案所示的例如90°的角度,或者大于90°的角度。凸缘Ie可以仅在折叠之前沿着直线简单地加长金属板区域la。如在第一示例性实施方案中所述,焊缝4通过焊接工具15被形成为搭接接合部3上的中空焊缝。

在优选实施方案中,如在原理上已从传统的卷边连接中所得知的那样,内金属板在凸缘的外周边和外金属板面对着凸缘周边的相对区域之间被夹在槽中。在这些实施方案中,优选地在一面积上其两侧均被夹住,无论如何通过表面加压来实现。在这些实施方案中,外金属板在其包括凸缘的翻边区域中具体来说可以被设置为U形横截面形状。为了将密封化合物容纳在接合区域中,如果外金属板在包括翻折边缘的翻折基部中形成从横截面视角看的眼状中空空间,则是有益的。

I外金属板

根据本发明的这种方法组合提供了由外金属板和内金属板以及可选的一个或多个其它金属板构成的金属板组件,其中外金属板包括围绕着翻折边缘折起并且与内金属板形成接合部的凸缘。将金属板相互固定连接的焊接焊缝在接合部中或接合部上延伸。外金属板通过沿翻折边缘的纵向方向连续进行的翻折过程而被轻轻折叠。与例如在深拉伸压机中成形的相同几何形状的金属板相比,外金属板在跨越翻折边缘的区域的横向方向上呈现出明显更加均匀、更少裂纹的材料结构。与已经在传统折边机中翻折出凸缘的金属板相比同样是这样。因为再成形是沿着翻折边缘的纵向方向进行并且因此一直只是局部的,所以翻折边缘可以呈现包括一个或多个弯曲部甚至是具有可变曲率半径的弯曲部的复杂行进路线。根据本发明的金属板组件比包括有传统的卷边连接的金属板组件的刚性更大,因为焊接焊缝至少在直接接合区域中将这些金属板固定地且绝对刚性地彼此连接。这对于受到动态应力的金属板组件而言尤为有利,因为金属板可以不再相对于彼此运动并因此在接合区域中相互摩擦,并且因此还能够不再产生出噪音。焊接焊缝还密封着接合区域或者至少是接合区域的内部区域。如果焊缝在沿着翻折边缘的纵向方向测量的金属板接合区域的整个长度上连续延伸,则这是有利的。

焊接是已被证实的用于金属零部件的接合方法。在自动焊接过程中,将所要接合的零部件固定到接合位置,并在焊接期间使用例如加压指状件或加压辊的加压装置在当前的焊接位置附近将它们彼此压紧,其中加压装置与焊接工具一起沿着将要形成的焊接焊缝的纵向方向经过零部件的接合区域。这些零部件必须按照适于焊接的几何形状提供。例如,在仍然在压机中被塑性再成形的期间或者处于在压机中成形之后的例如折边的再成形过程中,在要被接合的金属板上形成有适用于焊接的凸缘。如果在仍然处于压机中的期间来形成凸缘,则由于需要从模具中取出该部件因而在能够形成的凸缘几何形状方面存在限制。用于在随后形成凸缘的折边装置体积大且是非柔性的。此外,复杂的折边过程只能以很高的成本来实现。

卷边也是接合金属板的一种方法,其中已知滚压卷边和粘合的接合组合,该方法实现了强制配合和材料配合连接。在受到动态应力的组件中,胶水除了具有提高刚度的功能之外还具有缓冲或防止可能出现的噪声的功能,所述噪声产生在已接合的金属板之间。胶水还具有密封功能。滚压卷边技术的一个优点在于其对于零部件几何形状而言的高度的柔性。举例来说,在EP1685915A1、EP1420908B1、DE10011954A1和DE10338170B4中描述了卷边工具和方法或者更普遍地说是翻边工具和方法。

4焊缝 5 焊缝