用于制造最大程度面状的组合构件的方法以及与此对应的最大程度面状的组合构件 【技术领域】
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于制造最大程度(weitestgehend)面状的组合构件(Bauteileverbund)的方法以及与此对应的根据权利要求7的前序部分的最大程度面状的组合构件。
背景技术
从文件DE 198 57 565 1中已知一种用于制造机动车的带有侧梁(Seitenholm)的白车身的顶盖结构(Dachaufbau)的方法，该侧梁由内型材(Innenprofil)和外型材(Auβenprofil)所形成并且为顶盖框架(Dachrahmen)的组成部分。内型材和外型材通过电阻点焊(Widerstandspunktschweiβung)相应地连接在近似水平地向内指向的内纵向凸缘处以及连接在向上限制车门和/或车窗切口(Fensterausschnitt)的外纵向凸缘处。在将顶盖框架装配(anbringen)在下部结构(Unterbau)处之后，带有顶盖纵向凸缘的顶盖部件(Dachteil)从上方安放(aufsetzen)到侧梁或外型材上并且在该处在所选取的区域中通过激光焊接而连接。紧接着在侧向上安置相关联的带有上侧围板(Seitenteil)的侧壁框架(Seitenwandrahmen)，其中，带有纵向凸缘的侧围板贴靠在外纵向凸缘处并且在该处通过电阻点焊而连接。
在实际中，尤其关于机动车车身处的侧围板，使用形状强化的高强度的构件，以为了可应对由碰撞事件、尤其为侧面碰撞所引起的可能的高应力。传统上偏爱的接合方法(Fügeverfahren)(即电阻点焊)以截面来看取决于相对长的凸缘，因为前述的电阻点焊伴随着增加的热输入该热输入在所选择的凸缘太短时可引起钢材料的不利的组织变化。另一方面，由于相对长的凸缘导致由变小的车门切口(Türausschnitt)引起的进入车门舒适度的降低以及由于尺寸待确定为较大的车门密封件和/或可能的车窗密封件所引起的成本增加。
另一方面，文件DE 199 27 208 B4公开了高成本的方法以及与此对应的装置，以用于板件的、尤其为汽车制造中的车身板件的边缘侧的连接，其中，外板件的边缘通过内板件的边缘而咬接(falzen)，这些边缘被压合，并且在咬接之前至少其中一个板件的边缘设有冲压的凸出部，并且其中，凸出部在压合期间通过布置在卷边爪形部处的电极通过电阻凸焊(Widerstandsbuckelschweiβung)与相应的另一板件相连接。虽然通过电阻凸焊可实现(verzeichnen)降低进入到钢材中的热输入，然而这种措施与高成本的咬接措施相结合。
【发明内容】
由于这种背景本发明的目的是，提供一种用于制造机动车车身的最大程度面状地组合构件的方法，该组合构件带有内部件、外部件以及至少一个布置在内部件和外部件之间的加强部件，该方法以改进传统方法的方式有利地将降低其自身的制造费用与降低尤其到形状强化的高强度的构件的钢材中的热输入相结合。本发明的目的还在于，实现与此对应的最大程度面状的组合构件。
基于用于制造机动车车身的最大程度面状的组合构件(该组合构件带有内部件、外部件以及至少一个布置在内部件和外部件之间的加强部件，内部件和外部件以及加强部件在彼此相对应的固定凸缘的区域中彼此重叠地安放并且通过焊接牢固地相连接成为前述的组合构件)的方法，所提出的目的由以下方式实现，即，首先将内部件与加强部件在前述的固定凸缘的区域中通过电阻点焊牢固地相连接成为焊接组，并且随后外部件在该固定凸缘的区域中安放到所产生的焊接组上以及至少在与碰撞相关的关键凸缘区段中通过电阻凸焊与焊接组牢固地相连接。
通过这种措施允许，将尤其形状强化的构件的固定凸缘构造成相对短，因为相比于在传统上所实行的电阻点焊的情况下在电阻凸焊的情况下可实现更少的热输入。相应地，不需要散发同样多的热量，以避免钢材中的不利的组织变化。考虑到开始所评价的现有技术，由此导致除了降低制造成本之外尤其还降低材料成本。
从属权利要求描述了本发明的优选的改进方案或设计方案。
对此，在制造以机动车车身的侧围板的形式的最大程度面状的组合构件的情况下，根据本发明的方法已证明为尤其有利，该侧围板还可具有至少一个车门开口和/或车窗开口。在电阻凸焊的准备中一方面可提供带有焊接凸起(Schweiβbuckel)的外部件或加强部件。另一方面可还合适的是，提供接合配对件(Fügepartner)，这两个接合配对件具有焊接凸起。因此，在既应用带有焊接凸起的外部件又应用带有焊接凸起的加强部件的情况下，这两个接合配对件通过电阻凸焊如此地相互焊接在一起，即，接合配对件的焊接凸起以直接互相触碰(stoβend)或并排(nebeneinander)布置的方式而与邻近的构件相焊接。在此，主要应用这样的外部件和/或加强部件，即，该外部件和/或加强部件具有带有约2mm至约4mm的直径、优选带有约3mm的直径的焊接凸起。
机动车车身的最大程度面状的组合构件(该组合构件带有内部件、外部件以及至少一个布置在内部件和外部件之间的加强部件，内部件和外部件以及加强部件在彼此相对应的固定凸缘的区域中彼此重叠地安放并且通过焊接牢固地相连接成为前述的组合构件)尤其由以下方式而出众，即，将内部件与加强部件在前述的固定凸缘的区域中通过电阻点焊牢固地相连接成为焊接组，并且外部件在该固定凸缘的区域中安放到所产生的焊接组上以及至少在与碰撞相关的关键的凸缘区段中通过电阻凸焊与焊接组牢固地相连接。有利地，面状的组合构件可通过机动车车身的侧围板而形成并且必要时具有至少一个车门开口和/或车窗开口，其中，与碰撞相关的关键的凸缘区段至少通过邻近车身柱的车门开口和/或车窗开口的拐角区域而形成。例如，车身柱可通过B柱而形成。在电阻凸焊的准备中，外部件和/或加强部件构造成带有焊接凸起，其中，在这种情况中外部件和加强部件具有焊接凸起，如此地布置外部件和加强部件，即，使得焊接凸起以直接互相触碰或并排布置的方式而与邻近的构件相焊接。至于焊接凸起，其可具有约2mm至约4mm的直径、优选约3mm的直径。
【附图说明】
在下文中根据在附图中示意性示出的实施例来进一步解释本发明。其中：
图1显示了以机动车车身的侧围板的形式的最大程度面状的组合构件的透视的分解图，该侧围板包括内部件、外部件以及加强部件，并且根据传统的方法(现有技术)而加以制造，
图2显示了在顶盖联接区域中的根据图1的组合构件的截面图，
图3显示了用于产生包括内部件和加强部件的焊接组的第一接合次序(Fügefolge)，以用于与外部件的进一步配套(Komplettierung)以及用于在第二接合次序的范围内实现以机动车车身的侧围板的形式的面状的组合构件，
图4显示了在顶盖联接区域中的根据图3的焊接组的截面图，
图5显示了用于制造根据本发明的面状的组合构件的第二接合次序，
图6显示了在顶盖联接区域中的根据图5的根据本发明的面状的组合构件的截面图，以及
图7显示了根据图6的根据本发明的面状的组合构件的截面图。
【具体实施方式】
根据图1和图2，显示了以机动车车身的侧围板的形式的最大程度面状的组合构件1，该侧围板基本上包括内部件2、外部件3以及至少一个布置在内部件2和外部件3之间的加强部件4，这些部件自身在彼此相对应的固定凸缘5，6，7的区域中彼此重叠地安放并且通过焊接牢固地相连接成为前述的组合构件1。此处，以侧围板的形式的组合构件1具有两个车门开口8，9或车门切口。此外，显示了顶盖板件10(图2)，该顶盖板件10通过焊接和/或其它的已知的接合措施可与前述的组合构件1牢固地相连接。
传统上根据第一接合次序首先将内部件2与加强部件4相连接成为焊接组11，更确切地说通过在多个接合部位的区域中的已知的电阻点焊12，其中，借助于电流在最短的时间内将高的热能集中到接合配对件的较小的面上，并且在施加一定的压力到接合部位上的情况下可实现不可分离的接合连接(图3和图4)。
考虑到这种引入到接合部位中的相对高的热能，从截面来看需要将固定凸缘5，7相应地构造成较长。因此，固定凸缘5，7的长度“L1”在实际中为约18mm至约20mm，以使得可保证足够的散热并因此可避免所使用的钢材料的可能的不利的组织变化和/或不利的构件变形(图4)。
紧接着在第二接合次序的过程中，外部件3利用其固定凸缘6在内部件2和加强部件4的已经牢固地相连接的固定凸缘5，7的区域中安放到已产生的焊接组11上，并且同样通过电阻点焊12与焊接组11牢固地相连接。
同样，外部件3(该外部件3通常构造成形状强化的高强度的构件)的固定凸缘6由于增加的热输入必须相应地构造成较长并且在构造有引导凸缘区段13时，此处在车门开口8，9的高度上，具有约19mm至约20mm的长度“L2”，并且在无引导凸缘区段13的情况下具有约18mm至约19mm的长度“L3”(图2)。
尤其地，固定凸缘6的大的长度“L2”或“L3”导致材料消耗量的增加以及相应的重量的增加。此外，如上文已经提及的，由于变小的车门开口8，9或车门切口引起进入车门舒适度的降低以及由于尺寸待确定为较大的车门密封件而引起成本的增加。
为了应对这种不利的状况，根据本发明的制造方法基本上由以下方式而不同于上文所描述的传统的方法，即，使得由内部件2和加强部件4通过电阻点焊12所制造的焊接组11从现在起在第二接合次序的过程中通过已知的电阻凸焊14而与外部件3配套或者牢固地相连接(图5和图6)。
在此优选地，应用这样的外部件3，即，该外部件3相应于所期望的接合部位的数目而具有所谓的未进一步显示的焊接凸起，这些焊接凸起自身预先被冲压到外部件3的固定凸缘6中，更确切地说是以此方式，即，焊接凸起在加强部件4的固定凸缘7的方向上指向。与电阻点焊12相比较，此处用于焊接所必要的电流密度不是通过电极而是通过构件形状(即，通过焊接凸起)而产生。电极仅用来电流输送以及力的作用(Krafteinwirkung)。因此，可实现降低的局部热输入，该热输入允许选择更短的固定凸缘6。
另一方面，同样存在这样的可能性，即，代替外部件3而将加强部件4设成带有指向外部件3的焊接凸起或甚至将两个构件设成带有互相指向的焊接凸起的两个构件，这些焊接凸起在实际的焊接过程中以直接互相触碰或并排布置的方式而与邻近的构件相焊接。
在大量的试验的范围内，带有约2mm至约4mm的直径的、优选带有约3mm的直径的焊接凸起已证明为特别地适宜。
尤其是可应用在约15mm和约16mm之间的用于外部件3的固定凸缘6的长度“L4”，由此可实现由更小的密封件和更短的固定凸缘6而引起的节约材料、节约重量以及相应的节约成本。此外，由此造成由于变大的车门开口8，9或变大的车门切口而引起的进入车门舒适度的提升，这尤其有利得可在以平整的方式构造机动车的方面出众。
参看根据图7的带有车门开口8，9和/或车窗开口的侧围板，前述的电阻凸焊14已证明尤其适用于在邻近车身柱16(此处为机动车车身的B柱)的车门开口8，9和/或车窗开口的拐角区域中的、与碰撞相关的关键的凸缘区段15，该B柱在侧面碰撞期间承受特别高的负荷。相反地，与碰撞无关的或轻度相关的凸缘区段17习惯上可通过电阻点焊12而接合。
尽管如此，然而同样允许并且相应地通过本发明也理解的是，在第二接合次序的期间通过电阻凸焊14接合所有的凸缘区段15，17(未进一步示出)。
参考标号列表
1 组合构件
2 内部件
3 外部件
4 加强部件
5 固定凸缘(内部件2)
6 固定凸缘(外部件3)
7 固定凸缘(加强部件4)
8 车门开口
9 车门开口
10 顶盖板件
11 焊接组
12 电阻点焊
13 引导凸缘区段
14 电阻凸焊
15 与碰撞相关的关键的凸缘区段
16 车身柱(B柱)
17 与碰撞无关的凸缘区段