專利名稱：由金屬元件構(gòu)成的多件式的部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括至少兩個借助于射束焊接相互連接的金屬元件的部件、一種用于其制造的方法和一種焊接設(shè)備，如在權(quán)利要求1、2、11、41和49的前序部分中所述。
背景技術(shù)：
由DE 196 36 212 C1和DE 199 48 013 A1已知，兩個不同厚度的金屬薄板件由其相互待焊接的邊緣以對接相互靠緊并且經(jīng)由一通過射束焊接、特別是激光束焊接制成的焊縫沿通過基本上無間隙相互靠緊的邊緣構(gòu)成的對接部相互連接。各相互焊接的薄板件用作為所謂深沖薄板坯，其在一隨后的深沖步驟中，例如成型為一具有不同的厚度區(qū)域的車身板。為了在這樣的薄板坯的隨后的深沖時在成型工具中達(dá)到無問題的和保護工具的性能，重要的是，在對接部的區(qū)域內(nèi)從厚的向薄的薄板件的過渡構(gòu)成盡可能平緩的和均勻的。此外在焊接以后在對接部的區(qū)域內(nèi)不允許出現(xiàn)突然的橫截面變窄，因為在那里在深沖過程中發(fā)生提高的應(yīng)力集中，其可以導(dǎo)致薄板坯的斷裂。為了在對接部的區(qū)域內(nèi)從厚的向薄的薄板件的過渡可以構(gòu)成盡可能平緩的和均勻的，應(yīng)保證熔化較厚的薄板件的足夠的材料，這又意味著，厚度躍變對焊縫連接的質(zhì)量是決定性的。由此在這樣的深沖薄板坯的制造中導(dǎo)致提高的材料需要，從而按照一用于車身構(gòu)件的部件的經(jīng)濟的制造不可能考慮這種要求。
此外由DE 34 07 770 A1已知一種汽車的燃料箱的兩金屬薄板成型件的連接，它們構(gòu)成為半外殼并且本身分別具有一側(cè)面的彎曲的環(huán)繞的薄板凸緣。兩半外殼的薄板凸緣疊合地成形。在這里所說的型式的箱中對緊密性提出很嚴(yán)格的要求。這樣一種燃料箱必須是絕對氣密的，以便例如在燃料箱的相應(yīng)的加熱時避免不符合要求地排出汽油蒸汽。為此現(xiàn)在設(shè)定，在兩半外殼之一中沖制一折邊狀的凹槽并且沿折邊狀凹槽引導(dǎo)激光束。在第一半外殼中的折邊狀凹槽向第二半外殼的方向定向并且具有一平面的接觸面，借其第一半外殼無間隙地支承在第二半外殼的薄板凸緣上。沿折邊狀凹槽的軸線引導(dǎo)的激光束垂直于接觸面定位，從而兩半外殼在其薄板凸緣上借助于一搭接縫在箱的整個周邊上相互焊接。其中兩半外殼必須在一平行于接觸面的平面內(nèi)相互精確地定位，因為在兩半外殼之一在平面內(nèi)的微小的偏移時就已可以導(dǎo)致，不能按規(guī)定制成搭接縫。并且搭接縫的接縫橫截面取決于接縫寬度，從而其否則不可能充分利用在激光焊縫中反復(fù)利用的對待焊接的微小熱影響和待焊接的元件的變形的優(yōu)點，并且即使制成具有高精度的折邊狀凹槽，增大的熱引起的變形對焊接連接的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。此外在搭接縫中產(chǎn)生一不利的力流。
由EP 0 200 997 B1已知一兩金屬薄板件的焊接連接，其中第一薄板件構(gòu)成一外觀光滑的外表面并且繞180°向其后面的表面折邊而第二薄板件設(shè)置在該折邊的邊緣上，其中各薄板件經(jīng)由一在第一薄板件的折邊的邊緣與第二薄板件的一端邊緣之間構(gòu)成的對接部上的角焊縫相互焊接。
由DE 101 39 082 A1已知一種兩薄板件之間的焊接連接，其中兩薄板件的相互面對邊緣區(qū)域彎曲180°并且以間距相互平行設(shè)置，其中各邊緣區(qū)域經(jīng)由以彼此間隔開在至少一個邊緣區(qū)域內(nèi)構(gòu)成的許多壓花相互靠緊并且各薄板條在這些壓花的區(qū)域內(nèi)借助于激光焊接在端側(cè)連接。
DE 34 07 770 A1和DE 101 39 082 A1具有的缺點是，焊縫位于各薄板件的那些部分中，在這些部分上存在增大的偏移厚度或提高的硬度。這在圍繞焊縫的區(qū)域內(nèi)由于在滑面上的亞微觀的離折導(dǎo)致老化現(xiàn)象，其阻止或增加偏移運動的困難，這可以導(dǎo)到不許可的高的脆化。特別是N但同樣O、C和H優(yōu)先在這些偏移區(qū)域內(nèi)擴散并在相當(dāng)大程度上阻止偏移運動。結(jié)果是各薄板件的材料的韌性損失和脆化。
此外由US 6 379 392 B1已知一種可植入人體中的金屬絲固定模，其大致構(gòu)成管形的并且具有一包括大量無間隙相互靠緊的直的部分的框架結(jié)構(gòu)。兩個相互靠緊的部分形成一對接部并且經(jīng)由沿相反定向的焊縫相互連接。在熔焊的過程中將在對接部上的各部分的母體材料熔化，因此相互靠緊的部分只可以以較低的定位精度相互焊接。
最后由DE 102 06 887 A1已知一種用于激光焊接薄板成型件的方法，將它們無凸緣地夾緊，其中根據(jù)焊接的薄板成型件的尺寸和/或表面的規(guī)定/實際比較進行夾緊位置和/或力的調(diào)整。各薄板成型件在其焊接凸緣上相互壓緊并在那里相互焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多件式的部件和一種方法，其雖然不精確的各個元件但其特征是其高的尺寸精度，具有很好的強度特性并且允許具有很高質(zhì)量的焊接連接，并且允許對部件的各個元件的較大的校正措施和其簡單便宜的制造。此外本發(fā)明的目的是提供一種焊接設(shè)備，借其可以盡可能簡單便宜且具有高的尺寸精度地制造一多件式的部件。
通過在權(quán)利要求1的特征部分描述的特征達(dá)到本發(fā)明的目的。在這方面優(yōu)點是，只必須以高精度制造在至少一個元件上成型的接觸突出部的接觸面，以便可以制造總體上具有微小的尺寸誤差的部件。通過接觸面的高精度在各元件之間的對接部上形成一精確的縫隙，其即使在射束焊接、特別是激光焊接時，也無需被各元件的熔化的母體材料的填充料添滿，從而從現(xiàn)在起還可以通過一可受高機械負(fù)荷的角焊縫或I焊接(對接焊縫)構(gòu)成焊縫并且提供一符合強度要求的可靠的焊縫連接。此外各元件的表面部分的偏移用于在對接部上形成一階梯證明是有利的，因為焊縫相對于表面部分是反向偏移的并且避免焊縫超出各表面部分。因此這些表面部分滿足對其提出的功能要求，例如另一構(gòu)件在部件的該表面部分之一個上的滑動。此外階梯對部件不產(chǎn)生降低強度的影響，因為一方面在焊接以后在各元件之間的對接部上不出現(xiàn)突然的橫截面變化并因此在機械負(fù)荷時在部件上經(jīng)由焊縫連接的最好的力分布是可能的，而另一方面可以充分利用在焊縫內(nèi)材料硬化的有利的效果，以便在機械負(fù)荷時在部件上承受應(yīng)力集中。通過在焊縫內(nèi)的這樣的強度增高可靠地避免焊縫內(nèi)的裂縫形成，即使各元件間的限制焊縫的最大可能的焊接深度的搭接寬度小于一個元件的厚度時也是如此。此外優(yōu)點是，防止由于在滑面上的亞微觀的離析引起的老化現(xiàn)象并因此防止一可能的裂紋形成和接著由此形成的在外力作用時的脆裂。因此以后可以放棄一在焊接之后的熱處理，例如復(fù)原過程或退火過程，因此可以降低部件的制造時間或制造成本。此外優(yōu)點是，在變形區(qū)域以外實現(xiàn)焊接，因為在焊縫的熱影響區(qū)域內(nèi)由于通過焊接熱引起的再結(jié)晶或復(fù)原不產(chǎn)生回火效應(yīng)。元件的成型的區(qū)域遭受一不符合要求的軟化，因此降低屈服點、硬度和抗拉強度并且抵消先前完成的冷成型的有利的效果，該效果特別在薄壁的低重量的元件中對強度和穩(wěn)定性并從而對元件的變形阻抗產(chǎn)生有利的影響。
本發(fā)明的目的還通過在權(quán)利要求2的特征部分中描述的特征來達(dá)到，在這方面優(yōu)點是，只必須以高精度制造各元件的接觸面，以便可以制造總體上具有微小的尺寸誤差的部件。通過接觸面的高精度在各元件之間的對接部上形成一精確的縫隙，其即使在射束焊接、特別是激光焊接時，也無需被各元件的熔化的母體材料的填充料添滿，從而從現(xiàn)在起還可以通過一可受高機械負(fù)荷的角焊縫或I焊縫構(gòu)成焊縫并且提供一符合強度要求的可靠的焊縫連接。
按照權(quán)利要求3的實施形式具有優(yōu)點，因為通過附加的定位面待焊接的各元件相互的精確的定位是可能的，從而進一步改進部件的精度。在一實施形式中該定位面與接觸面共同構(gòu)成在一支承和定位的突出部上。另一方面定位面可以由一定位突出部而接觸面由一接觸突出部構(gòu)成，其中接觸突出部和定位突出部彼此分開地設(shè)置。
權(quán)利要求4至9中描述本發(fā)明的部件的有利的實施形式。各個元件還在其組成部件以前，全部按最終尺寸制成，從而可以取消部件的再加工并且由于其特別經(jīng)濟的制造應(yīng)用于不同的技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于汽車技術(shù)、例如用于發(fā)動機件、車輪懸掛裝置、轉(zhuǎn)向器殼等。
按照權(quán)利要求10可以防止老化現(xiàn)象并因此防止一可能的裂紋形成和接著由此形成的在外力作用時的脆裂。焊縫位于部件的一對強度特性非臨界的部分中，從而即使在一熱的接縫中也不產(chǎn)生各元件的強度重要的接縫損害。
本發(fā)明的目的還通過在權(quán)利要求11的特征部分中描述的特征來達(dá)到，其優(yōu)點是，即使在相互待焊接的元件的接觸面的較大的公差的情況下也無需填充料補償公差并且可以制造一最高質(zhì)量、特別是關(guān)于強度要求的焊接連接。此外各部件和焊接連接的較簡單的和較經(jīng)濟的制造是可能的?，F(xiàn)在可以相互焊接各元件，其由于粗糙深度在各接觸面上構(gòu)成一縫隙，否則在這里只有具有填充料的焊接才是可能的。
按照權(quán)利要求12和13的實施形式也是有利的，借此各元件可以精確地相互定位或?qū)?zhǔn)以及可靠地?zé)o間隙相互對接。
按照權(quán)利要求14至17的本發(fā)明的進一步構(gòu)成，可以利用由焊條熔化的母體材料無缺陷地添滿一在厚度的5％與10％之間的尺寸的縫隙。因此可以選擇切割方法用來制造接觸面，否則只能在再加工接觸面時才可以使用或用填充料實現(xiàn)焊接。例如可以補償一在沖裁時形成的穿入半徑。
按照權(quán)利要求18的構(gòu)成也具有優(yōu)點，借此成單件利用例如由一薄板件剪裁的元件的特別簡單的制造是可能的。
按照權(quán)利要求19達(dá)到，可以在各元件中保持低的因激光束的熱作用引起的焊接內(nèi)應(yīng)力并且此時產(chǎn)生的最小的變形對部件的尺寸精度沒有影響。雖然在激光焊接時的變形是較小的，但通過在用于設(shè)置的焊縫的多個對接部的順序的優(yōu)化可以抵消各元件中的焊接內(nèi)應(yīng)力。
按照權(quán)利要求20的實施形式證明是有利的，因為只必須在表面部分的小的區(qū)域上以高精度制造接觸突出部和定位突出部，而可以以通常的加工精度制造表面部分的與其鄰接的剩余的區(qū)域。由此可以按精度要求構(gòu)成切割工具、特別是沖裁工具或成型工具、特別是鍛造工具，借此可以降低這些工具的投資費用。
按照權(quán)利要求21，兩元件相互在平行于接觸面的平面內(nèi)的自由的定位是可能的。
按照權(quán)利要求22的實施形式能夠在對接部上的任何位置進行焊接。
按照權(quán)利要求23，各元件的特別有利的制造是可能的。
按照權(quán)利要求24的構(gòu)成也具有優(yōu)點，借此一方面經(jīng)由定位突出部提供各元件相互的精確的定位，而另一方面經(jīng)由在接觸突出部上的焊接連接提供一可受高負(fù)荷的結(jié)構(gòu)，因為焊縫沿接觸突出部的全長延伸并且其起始部分和終端部分成圓弧形地延伸。
按照權(quán)利要求25和26的進一步構(gòu)成是有利的，因為相對壓入套筒中的軸承本來為各元件的焊接和定位以高精度構(gòu)成的接觸面和定位面同時用作為軸承的支承，從而可以使用標(biāo)準(zhǔn)軸承。因此確保一軸在部件上的簡單而精確的支承。此外射束焊接允許很廣泛地選擇待焊接的材料。這樣例如有可能無裂紋形成地焊接淬火的鋼。這能夠直接焊接一軸承的外圈或內(nèi)圈，其通常由淬火的鋼構(gòu)成。在這種情況下所述套筒構(gòu)成軸承的外圈或內(nèi)圈。
通過按照權(quán)利要求27的進一步構(gòu)成可以進一步降低部件的尺寸誤差。
權(quán)利要求28和29中描述接觸突出部和/或定位突出部的有利的尺寸。經(jīng)由該接觸突出部和/或定位突出部達(dá)到兩相互待焊接的元件的精確的支承和定位，借此也可以制造具有高的質(zhì)量的焊縫。
權(quán)利要求30至32中描述兩相互待焊接的元件的不同的有利的設(shè)置。
按照權(quán)利要求33、36、37、39和40，一方面可以保持在各元件中的低的焊接內(nèi)應(yīng)力而另一方面焊縫的終端部分位于一對強度特性非臨界的部件的部分中，而焊縫的起始部分位于部件的那些部分中，通過這些部分延伸主應(yīng)力方向。不過如果焊縫的各終端部分相互搭接在共同的交點，該交點也可以位于部件的那個部分，主應(yīng)力方向延伸通過該部分或出現(xiàn)高應(yīng)力。
按照權(quán)利要求34和35的構(gòu)成也是有利的，因為在各焊縫的終端部分中過程決定的切口(焊縫橫截面的縮小)會合于一部件的共同的部分，從而部件可以經(jīng)由寬的部件承受大的機械負(fù)荷。
按照權(quán)利要求38在兩個彼此分開的對接部上達(dá)到焊縫的簡單的制造。
本發(fā)明的目的還通過在權(quán)利要求41的特征部分中描述的措施和特征來達(dá)到。其優(yōu)點是，利用夾緊工具不僅如由現(xiàn)有技術(shù)已知的固定相應(yīng)的元件，而且在該元件的成型偏差時用作為成型工具或矯正工具。借此可以將用于制造部件的操作過程的數(shù)目減到最少。如果在一個或兩個相互待焊接的元件上檢測到一成型偏差，則經(jīng)由本來存在的夾緊工具校正該元件的有誤差的形狀并且只在這之后才與第二元件焊接。由于此時具有成型步驟和/或變形步驟的誤差對部件的總精度沒有影響，可以降低對不僅成型的而且其他的元件的加工精度的要求。因此尺寸精確的部件由不精確的各個元件制造，其大大改進其進一步的處理。
按照權(quán)利要求42至46和50至53的措施和特征也具有優(yōu)點，借此接通一在一全自動的焊接裝置中的控制回路并且在部件制造時已經(jīng)在質(zhì)量保證的目的上可以實施一監(jiān)控功能。
按照權(quán)利要求47的優(yōu)點是，使元件超過其彈性極限變形并且具有最高的幾何精度。
最后按照權(quán)利要求48的措施也是有利的，因為使元件在其彈性極限以內(nèi)變形并由此可以降低或抵消元件中的焊接內(nèi)應(yīng)力。


以下借助附圖中所示的各實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中圖1一本發(fā)明的部件按圖2中線I-I剖切的大大簡化的視圖；圖2按圖1的部件的俯視圖；圖3本發(fā)明的部件的另一實施形式的剖切的和大大簡化的端視圖；圖4本發(fā)明的部件的另一實施形式的大大簡化的端視圖；圖5按圖4的部件的一分部分的側(cè)視圖；圖6按圖4的部件的仰視圖；
圖7按圖4中線VII-VII剖切的部件的一分部分；圖8本發(fā)明的部件的另一實施方案的大大簡化的端視圖；圖9按圖8的部件的仰視圖；圖10按圖8的部件的一分部分的側(cè)視圖；圖11本發(fā)明的部件的另一實施方案的大大簡化的端視圖；圖12按圖11的部件的一分部分的大大簡化的側(cè)視圖；圖13本發(fā)明的部件的另一實施方案的局部剖切的大大簡化的視圖；圖14按圖13的部件的側(cè)視圖；圖15本發(fā)明的部件的另一實施方案的大大簡化的側(cè)視圖；圖16按圖15的部件的俯視圖；圖17本發(fā)明的部件包括用于焊接連接的第一實施形式的一部分的俯視圖；圖18本發(fā)明的部件在另一實施方案中剖切的一部分的簡化視圖；圖19本發(fā)明的部件包括用于焊接連接的另一實施形式的一部分的俯視圖；圖20本發(fā)明的部件的一部分在另一實施方案中剖切的簡化側(cè)視圖；圖21本發(fā)明的部件的一部分在另一實施方案中剖切的簡化側(cè)視圖；圖22一在待制造的部件上的焊接連接的第一實施形式，在兩元件焊接之前的大大簡化的俯視圖；圖23按圖22的焊接連接，在用于本發(fā)明的部件的各元件焊接以后的簡化俯視圖；圖24一在待制造的部件上的焊接連接的第二實施形式，在兩元件焊接之前，剖切的大大簡化的視圖；圖25按圖24的焊接連接的簡化俯視圖；圖26按圖24的焊接連接，在用于本發(fā)明的部件的各元件焊接以后的簡化俯視圖；圖27一在待制造的部件上的焊接連接的第三實施形式，在相互靠緊的元件焊接之前，剖切的大大簡化的視圖；圖28兩已相互焊接的元件的俯視圖；圖29在待制造的部件上的焊接連接的第四實施形式，在各元件焊接之前的大大簡化的俯視圖；圖30按圖29的焊接連接，在用于本發(fā)明的部件的各元件焊接以后的簡化俯視圖；圖31一元件以有誤差的形式(實線)和校正的形式(虛線)以及一處于未操作的起始位置的夾緊工具的大大簡化的端視圖；圖32用于制造本發(fā)明的部件的本發(fā)明的焊接裝置的大大簡化的視圖。
具體實施例方式
首先規(guī)定，在不同的描述的實施形式相同的部分設(shè)有相同的標(biāo)記或相同的構(gòu)件標(biāo)記，其中在全部描述中包括的公開內(nèi)容按意義可以轉(zhuǎn)到具有相同標(biāo)記或相同構(gòu)件標(biāo)記的相同的部分上。同樣在描述中選擇的位置說明，例如上面、下面、側(cè)面等涉及直接描述的和示出的圖并且在位置改變時按意義轉(zhuǎn)到新位置上。此外來自所示的和描述的不同的實施例的單個特征或特征組合本身也構(gòu)成獨立發(fā)明的或按照本發(fā)明的方案。在這方面還應(yīng)指出，只示意地示出形成變形區(qū)域18的彎曲棱邊。
在共同描述的圖1至3中示出本發(fā)明的部件1的第一實施方案的不同的視圖。按該實施形式部件1包括兩個元件2、3，特別是鋼的薄板件。第一元件2由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的并接著以U形橫截面成型的、優(yōu)選彎曲的薄板件制成。第二元件3同樣由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的平面的薄板件制成。因此兩元件2、3通過完全無切屑的成型和變形制成。
如圖2中更顯而易見的，第二元件3在其沿一縱軸線的方向平行延伸的彼此遠(yuǎn)離的側(cè)向的表面部分5分別設(shè)有多個彼此間隔開設(shè)置的接觸突出部和定位突出部6。這些接觸突出部和定位突出部6凸出于表面部分5并且在其自由端分別構(gòu)成一平面的接觸面7和至少一個、優(yōu)選兩個向接觸面7兩側(cè)設(shè)置的定位面8。每一接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面7、8直接相互鄰接并且在一平行于表面部分5的平面內(nèi)延伸。同樣全部接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面7、8在第二元件3的每一側(cè)在一平面內(nèi)延伸。各接觸突出部和定位突出部6，其按該實施形式關(guān)于縱軸線對稱地相對，利用由一按尺寸剪裁的薄板件成一件、通過完全無切屑的成型制成。
雖然元件2、3按照沖裁方法的無切屑的制造被視為優(yōu)選的實施形式。但也可設(shè)想，它們由一用激光或水射流裁切的薄板件制成。如果部件1的經(jīng)濟的制造不處于重要位置，也可以采用切削加工的元件2、3。
接觸突出部和定位突出部6的高度9大致在0.1mm與2.0mm之間或在第二元件的厚度或薄板厚度的5％與50％之間，實際上0.1mm特別是關(guān)于材料節(jié)省已證明是有利的。第一和/或第二元件3用在1.0mm與4mm之間、特別在1.5mm與3mm之間例如2mm的厚度或薄板厚度制成。接觸突出部和定位突出部6的長度10優(yōu)選在6mm與70mm之間。實際中已證明，長度10應(yīng)該具有第二元件3的厚度或薄板厚度的至少兩倍。接觸突出部和定位突出部6的寬度相當(dāng)于第二元件3的厚度或薄板厚度。
第一元件2具有一底面11和兩個在其上垂直伸出的側(cè)邊12。第一元件2的各側(cè)邊12在其相互面對的平面的表面部分13上分別構(gòu)成各接觸面14和至少一個、優(yōu)選兩個向接觸面14的側(cè)面設(shè)置的定位面15。表面部分13、各接觸面和定位面14、15相互平行并在一平面內(nèi)延伸。
如在這些圖中所示，第二元件3設(shè)置在第一元件2的兩側(cè)邊12之間，從而第一和第二元件2、3的各接觸面和定位面7、8、14、15相互相向并平面平行地延伸。各平面的接觸面和定位面7、8、14、15相互平行并平行于相應(yīng)的表面部分5、13延伸。
元件2、3的基本上無間隙相互靠緊的對應(yīng)的各接觸面7、14分別形成一對接部16，沿其引導(dǎo)一未示出的焊接射束，從而形成一焊縫17，其通過由相互待焊接的元件2、3局部熔化的母體材料(原料)構(gòu)成。按照所示的實施形式，關(guān)于縱軸線在每一側(cè)構(gòu)成三個對接部16。在這里無接觸地通過射束焊接，特別是激光束焊接或電子束焊接，亦即通過少能的焊接方法實現(xiàn)焊接，其能夠?qū)崿F(xiàn)一所謂“深穿透焊接”并且其特征在于，達(dá)到很細(xì)長的具有大的深—寬比的焊縫幾何形狀并且只需要一微小的延伸能量，因此只產(chǎn)生一很小的熱影響區(qū)域。此外可以在相互待焊接的元件2、3上保持很小的熱負(fù)荷，從而元件2、3的變形也是極小的。在本發(fā)明的部件1的成批生產(chǎn)中，主要使用激光焊接，特別是利用一固體激光器，例如Nd:YAG激光器(釹:釔鋁石榴石激光器)，其特別能夠使焊接裝置具有高的靈活性。
在一優(yōu)選的實施形式中兩元件2、3只通過由借助于焊接射束在對接部16或在接觸面7、14上其局部熔化的母體材料(原料)構(gòu)成的焊縫17相互連接。為此在將元件2、3相互定位和固定以后，沿對接部16引導(dǎo)焊接射束。焊接射束、特別是激光束的極大的能量密度(約106W/cm2)在焦點處促使母體材料(原料)熔化。在沿焊接射束的進給方向熔化母體材料，在其后面兩元件2、3的熔液匯合。熔化的和徹底混合的原料冷卻并且熔液凝固成一狹窄的焊縫17。焊縫深度在“深穿透焊接”中至少為厚度或薄板厚度的0.3至0.5倍。如果制造一I焊縫，則焊縫深度基本上相當(dāng)于單個的厚度或薄板厚度。兩元件2、3優(yōu)選只通過母體材料無填充料相互牢固連接。
自然也可設(shè)想，兩元件2、3通過在相關(guān)的對接部16上附加填充料和元件2、3的部分地熔化的母體材料(原料)制成的焊縫17相互連接。
由于該兩種技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，在具體的申請中省去詳細(xì)的描述。
如由各圖顯而易見的，每一在相關(guān)的對接部16上的焊縫17沿相應(yīng)的對接部16構(gòu)成為角焊縫，其中焊縫17只沿相應(yīng)的對接部16的全長延伸。構(gòu)成為直線焊縫的焊縫17和對接部16的長度在4mm與30mm之間，而相互配置的配合的定位面8、15的長度分別在1mm與20mm之間。由此確保，在整個的焊接過程中兩在接觸面7、14上以一預(yù)應(yīng)力相對壓緊的元件2、3經(jīng)由其相互相向的定位面8、15保持精確地相互定位并且并不由于焊接時在對接部16上產(chǎn)生的熔浴而相互相對偏移。此外當(dāng)在部件1設(shè)置盡可能少的，但為此較長的焊縫17時具有優(yōu)點，由此部件1的制造變成較簡單的。
將兩元件2、3相互定位成使第二元件3與第一元件2只在第一元件2的那些部分中形成對接部16，在這些部分中母體材料的偏移厚度小于在第一元件2上通過冷成型制成的變形區(qū)域18內(nèi)的偏移厚度，因此在底面11與各側(cè)邊12之間的彎曲棱邊之外的區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)焊接。借此避免在變形區(qū)域18內(nèi)的結(jié)構(gòu)變化并且保留通過冷成型達(dá)到的在變形區(qū)域內(nèi)的有利的強度增高。由在變形區(qū)域18內(nèi)的較高的變形率產(chǎn)生強度增高，其在變形區(qū)域18或成型區(qū)域之外焊接以后，按照對部件1的強度要求可以被優(yōu)化?，F(xiàn)在完全有可能將變形率選擇大致在15％與40％之間、特別是約25％。可以取消焊接以后的熱處理。鄰接母體材料的變形區(qū)域18的硬度比母體材料的硬度約高25％至50％?？估瓘姸却笾乱酝瑯映潭扰c硬度關(guān)聯(lián)。例如按維氏硬度(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 50133)實現(xiàn)硬度檢驗。
部件1在外面的表面部分30、32上(如圖4中可見的)常常必須滿足功能要求。例如在另一部件1上滑動或?qū)ν饷娴谋砻娌糠?0、32具有外觀要求，其受焊縫17的損害。焊縫17不允許凸出于該表面部分30、32。由于在射束焊接時形成一即使很狹窄的焊縫17，也必須找到一種方案，使其相對于表面部分30、32反向偏移并因此是不干擾的。這通過以下描述的元件1至4、34的偏移量19、19′、40、40′來達(dá)到。
為此設(shè)定，相對接觸面7、14成一角度并且元件2、3的基本上相互平行延伸的表面部分20、21沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯一偏移量19設(shè)置，從而借助于接觸面7、14相互靠緊的元件2、3至少在相關(guān)的對接部16上形成一階梯。在一垂直于元件2、3的縱軸線延伸的平面內(nèi)測量的接觸面7、14與表面部分20、21之間的角度約為90°。該偏移量19在一元件2、3的最大的厚度或薄板厚度的5％與50％之間，亦即在0.1mm與2.0mm之間。實際上0.1mm至0.3mm特別是關(guān)于焊縫17從一個向另一個元件2、3的平緩的和均勻的過渡已證明是有利的，從而焊縫17的一表面在相應(yīng)的對接部16的區(qū)域內(nèi)橫向于階梯的縱軸線跨越階梯并且焊縫17鄰接表面部分20、21或朝垂直于對接部16的縱向方向的方向觀察出現(xiàn)一優(yōu)化的焊縫圓弧。由此達(dá)到一經(jīng)由焊縫17的優(yōu)化的力流和一在元件2、3之間的高強度的焊縫連接。第二元件3的端側(cè)的表面部分與第一元件2的端側(cè)的表面部分齊平地端接。
偏移量19相當(dāng)于在第一元件2的通過相互鄰接的表面部分13、20構(gòu)成的棱邊與第二元件3的通過相互鄰接的表面部分5、21構(gòu)成的棱邊之間的一棱邊偏移。按圖1第二元件3在垂直于表面部分21的方向向第一元件2的一側(cè)向內(nèi)偏移而按圖3向第一元件2的相反的一側(cè)向外偏移。偏移量19至少在部件1的那些部分上是必需的，在那里相互靠緊的元件2、3形成對接部16。重要的是，各對接部16始終遠(yuǎn)離兩元件2、3之一的一個外輪廓構(gòu)成并且相對于該外輪廓反向偏移。
在共同描述的圖4至圖7中示出本發(fā)明的部件1的第二實施方案的不同的視圖。按該實施形式部件1包括三個元件2、3、4，特別是鋼的薄板件。第一元件2由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的并接著以U形橫截面成型的、優(yōu)選彎曲的薄板件制成。第二和第三元件3、4構(gòu)成相同的并且分別由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的薄板件制成，其中在它們上分別構(gòu)成一軸承孔24。為此由第二和第三元件3、4的平面的薄板件分別沖裁一構(gòu)成軸承孔的圓形通孔。在沖裁以后必要時可以將圓形的通孔定位。如未再描述的，同樣可以通過一在第二和第三元件3、4的平面的薄板件上例如通過深沖或拉伸成型的套筒很好地構(gòu)成軸承孔24。第二和第三元件3、4的軸承孔24還可以構(gòu)成一軸承的一外圈或內(nèi)圈。第二和第三元件3、4然后可以分別構(gòu)成一平面的支承板和套筒。因此三個元件2至4通過完全無切屑的成型和變形制成。
如圖6中顯而易見的，第二和第三元件3、4設(shè)置在第一元件2的端面上并且經(jīng)由尚待詳細(xì)描述的焊接連接與其相連接。第二和第三元件3、4的軸承孔24相互同心地設(shè)置并且其軸線26形成一共同的軸線。各軸線26垂直于表面部分27、28定位。如果各軸承孔24分別通過上述的深沖或拉伸的套筒構(gòu)成，則它們在平面的支承板上凸出的端面的各端彼此遠(yuǎn)離定向。
第一元件2沿其縱向延長的方向具有U形橫截面，其具有底面11和在其上垂直伸出的各側(cè)邊12。成型的第二元件2在其各端面上構(gòu)成彼此背離的表面部分27，其位于一垂直于元件2的縱向方向延伸的平面內(nèi)并且在其上分別設(shè)置多個接觸突出部和定位突出部6。如在該實施例所示，兩接觸突出部和定位突出部6分別設(shè)置在元件2的底面11的端側(cè)的表面部分27上和兩接觸突出部和定位突出部6分別設(shè)置在元件2的每一側(cè)邊12的端側(cè)的表面部分27上。各接觸突出部和定位突出部6在底面11上和在各側(cè)邊12上彼此間隔開設(shè)置并在各表面部分27上凸出并且在其各自由端構(gòu)成一平面的接觸面7和至少一個、優(yōu)選兩個鄰接接觸面7的兩側(cè)的定位面8。
每一接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面7、8在一平行于表面部分27的平面內(nèi)延伸。同樣全部接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面7、8在第一元件2的兩端面上在一平面內(nèi)延伸。各接觸突出部和定位突出部6與第一元件2的薄板件成一件優(yōu)選通過完全無切屑的成型制成。第二和第三元件3、4分別在其面向表面部分27的表面部分28設(shè)有接觸面和定位面14、15。按該實施形式表面部分28和接觸面和定位面14、15設(shè)置在一個平面內(nèi)并且平行于第一元件2的接觸面和定位面7、8延伸。
元件2至4的基本上無間隙相互靠緊的各接觸面7、14分別形成一對接部16，沿其引導(dǎo)一未示出的焊接射束、特別是激光束，從而形成一焊縫17，其構(gòu)成為I焊縫(圖7)并且基本上沿相應(yīng)的對接部16的全長延伸。
元件2、3、4，如以上所述，這樣地相互定位成使對接部16形成在第一元件2的那些部分中，在那些部分中母體材料的偏移厚度小于在第一元件2上通過冷成型制成的變形區(qū)域18內(nèi)或只示意示出的底面11與各側(cè)邊12之間的彎曲棱邊的偏移厚度。
如圖4中所示的，相對接觸面7、14成一角度并且元件3、4的基本上相互平行延伸的表面部分29、30、31、32沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯一偏移量19、19′設(shè)置，從而借助于接觸面7、14相互靠緊的元件2、3、4形成一在相關(guān)的對接部16上的階梯。在第一元件2的接觸面7與表面部分30、32之間包含的角度優(yōu)選約為90°。同樣在第二和第三元件3、4的接觸面14與表面部分29、31之間包含的角度優(yōu)選約為90°。如以上所述有利的是，這些偏移量19、19′在一元件2、3的最大的厚度或薄板厚度的5％與50％之間，亦即在0.1mm與2.0mm之間。重要的是，通過接觸面7、14限定的對接部16始終遠(yuǎn)離元件2、3或4之一的一個外輪廓構(gòu)成并且按所示的實施形式相對于成型的第一元件2的外輪廓反向偏移。
水平的偏移量19相當(dāng)于在一第二或第三元件3、4的通過相互鄰接的表面部分29、33限定的棱邊與一第一元件2的通過相互鄰接的表面部分27、30限定的棱邊之間的一棱邊偏移量，而垂直的偏移量19′相當(dāng)于在一第二和第三元件3、4的通過相互鄰接的表面部分31、33限定的棱邊與一通過相互鄰接的表面部分27、32限定的棱邊之間的一棱邊偏移量。第二或第三元件3、4的遠(yuǎn)離第一元件2的端面的端側(cè)的表面部分33平行于第一元件2的表面部分27延伸。
在共同描述的圖8至10中示出本發(fā)明的部件1在另一實施方案中的不同的視圖。按該實施形式部件1包括三個元件2、3、4，特別是薄板件并且必要時包括一第四元件34，特別是鋼的薄板件。第一元件2由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的并接著以梯形橫截面成型的、優(yōu)選彎曲的薄板件制成。第二和第三元件3、4分別通過一套筒構(gòu)成，其具有一在垂直于其縱向延長的平面內(nèi)的圓環(huán)形橫截面。每一套筒構(gòu)成一軸承孔24并且是無縫隙的。為了提高部件1的橫向強度設(shè)置第四元件34，其由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的平面的薄板件制成。
套筒形元件3、4設(shè)置在第一元件的各端面上，而第四元件34設(shè)置在第一元件2的底面上豎直的各側(cè)邊12之間。成型的第一元件和套筒形元件3、4在其相互面對的表面部分27、28上設(shè)有相互相向的接觸面和定位面7、14，8、15。第一元件2的接觸面和定位面7、8通過在其相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分27上凸出的并在其上成型的接觸突出部和定位突出部6構(gòu)成。如圖8中所示，在第一元件2的各端側(cè)的表面部分27上在底面11上和各側(cè)邊12分別只設(shè)置一個接觸突出部和定位突出部6，其中各表面部分27分別設(shè)置在一垂直于第一元件2的縱向方向延伸的平面內(nèi)。每一接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面7、8在一平行于表面部分27的平面內(nèi)延伸。接觸突出部和定位突出部6與第一元件2的薄板件成一件、優(yōu)選通過完全無切削的成型制成。
套筒形的元件3、4的面對第一元件2的端面或表面部分27的接觸面和定位面14、15在一平面內(nèi)與表面部分28平行地延伸并且平行于第一元件2的接觸面和定位面7、8延伸。
長條形的平面的第四元件34在其沿縱軸線方向平行延伸的相互遠(yuǎn)離的各側(cè)向的表面部分5(未示出)分別設(shè)有多個相互間隔開設(shè)置的接觸突出部和定位突出部6，如這里或在圖1至3中已詳細(xì)描述的那樣，其以其各接觸面7和第一元件2上的各接觸面14限定對接部16，在其上將第一元件2與第四元件34相焊接。另外，第四元件34在其相互遠(yuǎn)離的各端側(cè)的表面部分35配置接觸面和定位面7、8。這些端側(cè)的接觸面和定位面7、8分別由一在表面部分35上凸出的接觸突出部和定位突出部6構(gòu)成。相互遠(yuǎn)離的各接觸突出部和定位突出部6與第四元件34的薄板件成一件、優(yōu)選通過完全無切屑的成型制成。
對置于第四元件34的端面的接觸面和定位面7、8在第二和第三元件3、4上構(gòu)成接觸面和定位面14、15，其在一包括表面部分28的平面內(nèi)延伸。第二或第三元件3、4的端側(cè)的表面部分28平行于第一元件2的表面部分27延伸。
元件2、3、4、(34)的相互配置的無間隙相互靠緊的接觸面7、14分別形成一對接部16，沿該對接部在基本上其全長上設(shè)置一焊縫17。這些焊縫17在所示實施形式中全部通過一角焊縫構(gòu)成。由于各焊縫17分別只在對接部16的長度上構(gòu)成，兩相互待焊接的元件2、3、4、(34)經(jīng)由相互相向的定位面8、15精確地相互定位，也在此時相互焊接元件2、3、4、(34)。
將元件2、3、4、(34)相互定位成使第二、第三和必要時第四元件3、4、(34)與第一元件2只在其那些部分中形成對接部16，在這些部分中結(jié)構(gòu)的偏移厚度小于在第一元件2上通過冷成型制成的變形區(qū)域18內(nèi)的偏移厚度。由于各焊縫17現(xiàn)在設(shè)置在變形區(qū)域18或彎曲棱邊之外，避免通過冷成型形成的很好的強度特性的變化，如上所述。
套筒形的元件3、4在其外面的圓周上形成表面部分36，其與接觸面14共同包括一直角。同樣大致梯形的第一元件2構(gòu)成鄰近于元件3、4的外圓周面的表面部分20、37、38、39，它們分別與相關(guān)的接觸面7包括一直角。如圖8中顯而易見的，元件2、3、4、34的指向其側(cè)面的表面部分21、36、37、39沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯一偏移量40、40′設(shè)置，從而相互待焊接的元件2、3、4、34至少在通過元件2、3、4、34的無間隙相互靠緊的接觸面7、14構(gòu)成的對接部16上分別形成一階梯。同樣元件2、34的表面部分20、21沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯偏移量19設(shè)置，如以上已詳細(xì)描述的。重要的是，各對接部16始終遠(yuǎn)離待焊接的元件2、3、4、34之一的一外輪廓構(gòu)成并且相對于該外輪廓反向偏移。
水平的偏移量40相當(dāng)于在一第一元件2的通過相互鄰接的表面部分27、37限定的棱邊與一貼靠在套筒的外圓周面上的平行于成型的元件2的垂直的重心軸線41延伸的切線之間的垂直距離。垂直的偏移量40′相當(dāng)于在一通過相互鄰接的表面部分27、39、21、35限定的第一和第四元件2、34的棱邊與一貼靠在套筒的外圓周面上的平行于成型的元件2的水平的重心軸線42延伸的切線之間的垂直距離。
如圖8中顯而可見的，套筒的內(nèi)徑小于U形元件2的寬度并且稍大于第一元件2的各側(cè)邊12之間的凈寬。每一套筒在端面在元件2上設(shè)置的接觸面和/或定位面7、8上限定的構(gòu)成接觸面43的圓弧部分，相對于它們定位一只在圖9中以虛線示出的軸承44，特別是滾動軸承或滑動軸承。經(jīng)由軸承44在部件1上可旋轉(zhuǎn)地支承一未示出的軸、特別是一汽車的轉(zhuǎn)向軸。按該實施形式，本發(fā)明的部件1構(gòu)成為用于圍繞轉(zhuǎn)向軸的軸承箱或轉(zhuǎn)向器殼并且其特征特別在于其高的剛度、軸的簡單而精確的支承和其經(jīng)濟的制造。
圖11和12中描述的本發(fā)明的部件1的實施方案與按圖8至10的那個的區(qū)別只在于，第一元件2，特別是構(gòu)成U形橫截面的薄板件并且套筒形元件3、4具有大于U形元件2的寬度的外徑，而套筒形薄板部分3、4的內(nèi)徑稍大于第一元件2的各側(cè)邊12之間的凈寬，從而每一套筒在端面在第一元件2上設(shè)置的接觸面和定位面7、8上限定各圓弧部分。各焊縫17，其設(shè)置在相互待焊接的元件2、3、4的相關(guān)的通過相互配置的相配合的表面部分7、14限定的對接部16上，構(gòu)成為在第一、第二和第三元件2、3、4的垂直相互定位的表面部分28、37、39之間的角焊縫。套筒形元件3、4在其外圓周面上形成表面部分36，其與接觸面14共同包括一直角。同樣大致U形的元件2構(gòu)成鄰近于元件3、4的外圓周面的表面部分37、39，其分別與相關(guān)的接觸面7包括一直角。如圖11中所示，元件2、3、4的指向其側(cè)面的表面部分36、37、39沿一平行于接觸面7、14的平面的方向位錯偏移量40、40′設(shè)置，從而相互待焊接的元件2、3、4至少在元件2、3、4的通過無間隙相互靠緊的接觸面7、14構(gòu)成的各對接部16上分別構(gòu)成一階梯。然后將各套筒在相對第一元件2定位以后在面向第一元件2的端面的背面相互焊接在對接部16上。
在共同描述的圖13和14中示出本發(fā)明的部件1的另一實施方案的不同的視圖。按該實施形式部件1包括四個元件2、3、4(該圖中未示出)、34，特別是鋼的薄板件。第一和第四元件2、34或薄板件通過完全無切屑的成型和變形制成。為此將在一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的薄板件上首先沿其縱向延長相互平行延伸的各縱向凹槽成型。然后將薄板件成型為U形的第一元件2。第二和第三元件3、4構(gòu)成相同的并且分別由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的薄板件制成，在其上沖裁軸承孔24。因此元件3、4也通過完全無切屑的成型制成。第四元件34同樣由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的平面的薄板件制成，在其上構(gòu)成一沿其縱向方向延伸的縱向凹槽，其由平面的薄板件成型。
U形的第一元件2或薄板件在其各側(cè)邊12上和連接它們的底面11上分別設(shè)有一接觸突出部和定位突出部6，其由縱向凹槽構(gòu)成。這些接觸突出部和定位突出部6凸出于在第一元件2的外面上構(gòu)成的表面部分37、39并且在其各自由端上分別構(gòu)成一平面的接觸面7和至少一個、優(yōu)選兩個定位面8。每一接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面6、7在一平面內(nèi)并平行于表面部分37、39延伸。
第二和第三元件3或薄板件朝端視圖觀察大致構(gòu)成矩形的或正方形的并且設(shè)置在第一元件2的端面上和經(jīng)由尚待更詳細(xì)描述的焊接連接與其相連接。每一元件3、4在其外圓周面上構(gòu)成兩個相互平行延伸的表面部分29和兩個與其成直角延伸的表面部分31。這些表面部分29、31形成接觸面和定位面14、15并與其在一平面內(nèi)和平行于接觸面和定位面7、8延伸。在一可能的方案中元件3、4的遠(yuǎn)離第一元件的表面部分33與第一元件2的端側(cè)的表面部分27齊平地端接。
第四元件34或薄板件同樣具有一接觸突出部和定位突出部6，其由縱向凹槽構(gòu)成并且具有一接觸面7和至少一個、優(yōu)選兩個向該接觸面7的兩側(cè)設(shè)置的定位面8。第四元件34的端側(cè)的表面部分45與第一元件2的各表面部分27齊平地端接。所述的元件2、34的接觸突出部和定位突出部6是相互朝向的。
各基本上無間隙相互靠緊的元件2、3、4、34的接觸面7、14分別形成一對接部16，沿其引導(dǎo)一未示出的焊接射束，從而形成一焊縫17，其構(gòu)成為I焊縫并且基本上沿相應(yīng)的對接部16的全長延伸，該對接部通過相互靠緊的接觸面7、14限定。
第四元件34一方面與第二和第三元件3、4而另一方面與第一元件的側(cè)邊12相焊接。為此在各側(cè)邊12上在自由伸出的表面部分47上分別設(shè)置多個沿第一元件2的縱軸線的方向相互間隔開設(shè)置的接觸突出部和定位突出部6。每一接觸突出部和定位突出部6又具有接觸面7和向其兩側(cè)構(gòu)成的定位面8。第四元件34在面向各側(cè)邊12的表面部分48上設(shè)有配屬于接觸突出部和定位突出部6的接觸面和定位面14、15。元件2、34的基本上無間隙相互靠緊的接觸面7、14分別形成一對接部16，沿其構(gòu)成焊縫17。在對接部16上的焊縫17通過一角焊縫或I焊縫構(gòu)成。各沿縱軸線的方向延伸的相互遠(yuǎn)離的表面部分49和第一元件2的各相互遠(yuǎn)離的表面部分37沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯一偏移量19設(shè)置，從而借助于接觸面7、14相互靠緊的元件2、34在相關(guān)的對接部16中形成一階梯。
如圖中所示，元件2、3、4、34的平行于接觸面7、14延伸的表面部分37、39、29、31、46沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯一水平的和垂直的偏移量19、19′設(shè)置，從而借助于接觸面7、14相互靠緊的元件2、3、4、34在各相關(guān)的對接部16中形成一階梯。
各對接部16在這里設(shè)置在通過冷成型制成的變形區(qū)域18、亦即彎曲棱邊之外，從而各焊縫17設(shè)置在變形的元件2的那些部分中，在那些部分中母體材料的偏移厚度小于變形區(qū)域18內(nèi)的偏移厚度。焊縫17的起始部分和終端部分分別至少遠(yuǎn)離相應(yīng)的變形區(qū)域18的厚度或薄板厚度的兩倍。定位面8、15可以不同于接觸面7、14鄰接變形區(qū)域18或甚至由其部分地構(gòu)成。
在共同描述的圖15和16中示出本發(fā)明的部件1的另一實施方案的不同的視圖。兩元件2、3、特別是薄板件分別由一按尺寸剪裁的、優(yōu)選沖裁的薄板件制成，并且在其相互面向的表面部分50、51上構(gòu)成與其在一平面內(nèi)延伸的接觸面和定位面7、14、8、15。處于相互靠緊的元件2、3構(gòu)成元件2、3的通過基本上無間隙相互靠緊的接觸面7、14限定的對接部16，沿該對接部例如制造兩個向相反的焊接方向制成的焊縫17、17′。但另一方面也可以只設(shè)置一個焊縫17，其沿對接部16的全長連續(xù)地延伸。兩焊縫17、17′向相互相向的方向和向一共同的交點的方向定向，其中焊縫17、17′的鄰近的終端部分在共同的中點相互搭接或在共同的交點處終止。交點位于部件1的一低應(yīng)力的或?qū)τ趶姸忍匦苑桥R界的區(qū)域內(nèi)。
如圖15中所示，第一元件2構(gòu)成一平坦的表面部分52，其與接觸面和定位面7、8包括一直角，并且第二元件構(gòu)成一表面部分53，其與接觸面和定位面14、15包括一直角，元件2、3的表面部分52、53沿一平行于接觸面7、14的平面的方向相互相對位錯偏移量19設(shè)置，從而借助于接觸面7、14相互靠緊的元件2、3在對接部16上形成一階梯。
圖17示出兩待焊接的元件2、3、特別是薄板件的接觸面和定位面7、14、8、15的進一步構(gòu)成。一元件2設(shè)有兩個接觸突出部和定位突出部6，而另一元件3具有接觸面和定位面8、15，其在一與指向元件2的平坦的表面部分51的平面內(nèi)延伸。彼此分離的接觸突出部和定位突出部6在表面部分50上凸出并且分別只構(gòu)成一個接觸面7和一鄰接它的定位面8。如果元件2、3相互貼靠，則其接觸面和定位面7、14、8、15對置并且各支承7、14構(gòu)成各對接部16，它們相鄰地設(shè)置。兩元件2、3，如圖中所示，設(shè)置在一平面內(nèi)或兩平行的平面內(nèi)，但同樣也可以很好地設(shè)置在兩相互成直角的平面內(nèi)。
圖18示出兩焊接的元件2、3、特別是薄板件，其相互成直角設(shè)在兩平面內(nèi)并且其表面部分52、53沿一平行于接觸面7、14(未示出)的平面的方向相互相對位錯偏移量19′設(shè)置。第二元件3在端面設(shè)有一壓花，并且在端側(cè)的表面部分構(gòu)成接觸面和定位面7、14(未示出)，其中表面部分52、53和接觸面和定位面7、14包括一直角。同時第一元件2在其面對第二元件3的表面部分構(gòu)成接觸面和定位面8、15(未示出)。元件2、3的接觸面和定位面7、8、14、15分別以平的表面部分位于一平面內(nèi)。如果元件2、3相互貼靠，則其接觸面和定位面7、14、8、15對置并且接觸面7、14構(gòu)成至少一個、優(yōu)選兩個彼此分離的對接部16。每一焊縫沿對接部16的長度在變形區(qū)域18之外延伸并構(gòu)成為I焊縫。該實施形式的優(yōu)點是，焊縫17不凸出于表面部分53以外并因此可以將表面部分53無礙地用作為功能面。
圖19中示出兩元件2、3、特別是薄板件之間的焊接連接的一個方案，其中相互面對的表面部分50、51設(shè)有各一個或如圖中所示兩個相互相向的接觸突出部和定位突出部6。各接觸突出部和定位突出部6凸出于第一和第二元件2、3的表面部分50、51。該每一接觸突出部和定位突出部6具有未再示出的接觸面和定位面7、14、8、15。成對對置的接觸突出部和定位突出部6的基本上無間隙相互靠緊的接觸面7、14構(gòu)成兩個對接部16，沿它們分別設(shè)置一焊縫17。利用接觸面7、14相互靠緊的元件2、3在每一對接部16上再次形成以上多次在實施形式中描述的階梯或在一平面內(nèi)延伸。
在共同描述的圖20和21中示出本發(fā)明的部件1的一分部分。按圖20待焊接的元件2、3、特別是薄板件設(shè)置在兩平行的平面內(nèi)，而按圖21兩待焊接的元件2、3、特別是薄板件設(shè)置在兩個平面內(nèi)并且成一優(yōu)選90°的角度。按照這些實施形式第一和第二元件2、3的接觸面7、14(在這些圖中是不明顯的)和定位面8、15成一90°的角度。無間隙相互靠緊的接觸面7、14限定對接部16，沿該對接部設(shè)置焊縫17。元件2、3構(gòu)成表面部分52、53，它們與接觸面7、14成一90°的角度并且平行于定位面8、15延伸。表面部分52、53又在平行于接觸面7、14的平面內(nèi)位錯偏移量19設(shè)置，從而元件2、3在對接部16上形成一階梯。
圖22至27中示出部件1的焊接連接的其他的實施形式，其必要時構(gòu)成一獨立的發(fā)明。第一元件2、特別是一薄板件按圖22和23在其面對第二元件3特別是一薄板件的表面部分50設(shè)有至少一個凸出的接觸突出部和定位突出部6，其構(gòu)成位于一平面內(nèi)的接觸面和定位面7、8。元件2、3或在一平面內(nèi)或沿一垂直于表面部分52、53的方向相互相對位錯一偏移量設(shè)置，從而在各元件之間至少在對接部16上形成一階梯，如上所述。
至少一個待焊接的元件2在上面在鄰近于對置的元件3的棱邊的區(qū)域內(nèi)設(shè)有一通過焊接射束、特別是激光束或電子束可熔化的焊接板條54，如在圖22、24、25中以焊接之前的情況所示。按該實施形式這種飛邊狀的焊接板條54在接觸面7之上方沿一相當(dāng)于對接部16的全長的長度延伸，沿該對接部形成焊縫17，如圖23中所示。通過鄰近焊接射束的一入射側(cè)的表面部分52和與其成角度延伸的接觸面7形成棱邊，其中一在它們之間形成的角度優(yōu)選為90°。焊接板條54具有相當(dāng)于第一元件2的最大的厚度或薄板厚度的約5％與50％之間的高度55和寬度55′并且高出接觸面和/或定位面7、8。高度55和寬度55′在0.2mm與1.5mm之間已證明是有利的。最小長度至少相當(dāng)于第一元件2的兩倍的薄板厚度。
圖24至26示出一實施形式，其中通過對置的元件2、3、特別是薄板件的相互面對的端側(cè)的表面部分50、51構(gòu)成接觸面7、14?；旧蠠o間隙相互靠緊的接觸面7、14構(gòu)成對接部16，如圖26中所示。飛邊狀的焊接板條54按該實施形式在接觸面7的上方沿相當(dāng)于棱邊或?qū)硬?6的全長的長度延伸，沿該對接部形成焊縫17。重要的是，將焊接板條54設(shè)置成使元件2、3的接觸面7、14在任何情況下可以對接地或基本上無間隙相互靠緊。必要時相互待焊接的元件2、3在其相互面對的側(cè)面上分別具有接觸面7、14和附加至少一個、優(yōu)選兩個向接觸面7、14的兩側(cè)設(shè)置的平行的定位面8、15，它們在一與相關(guān)的端側(cè)的表面部分50、51的平面內(nèi)延伸。在焊接板條54完全熔化以后，焊縫17的表面接近在表面部分52、53的平面內(nèi)延伸。
焊接板條54在第一元件2上單件式成型。如果第一元件2例如構(gòu)成為沖裁件，則焊接板條54可以由一在制造過程中形成的沖裁飛邊構(gòu)成。
圖27中所示的實施形式也具有優(yōu)點，其中待焊接的元件2、3設(shè)置在兩個平面內(nèi)并且成一優(yōu)選90°的角度，其中外面的平行的表面部分51、52相互相對位錯偏移量19設(shè)置，從而在元件2、3之間至少在對接部16上形成一階梯，如上所述。表面部分51、52分別與平的接觸面7、14成一直角。在焊接板條54熔化以后在表面部分51、52之間形成一焊縫的最好的圓弧(未示出)。
通過相應(yīng)地選擇待沿焊接板條54引導(dǎo)的焊接射束、特別是激光束的焦點直徑和/或軸線的斜度，在焊接過程中在對接部16上完全熔化第一和/或第二元件2、3的母體材料的局部和焊接板條54。焊接板條54因此形成待制造的焊縫17的組分或甚至完全形成待制造的焊縫17。只通過待焊接的元件2、3的部分地熔化的母體材料和焊接板條54的熔化的母體材料形成焊縫17。
在這方面還應(yīng)該指出，單部分的接觸突出部和定位突出部6不應(yīng)被視為是限定性的。同樣地一種實施形式也是可能的，其中將接觸突出部和定位突出部6構(gòu)成多部分的并且將接觸突出部6和定位突出部6′構(gòu)成彼此分開的，如圖28中所示。接觸突出部6只形成接觸面7而定位突出部6′只形成定位面15。接觸突出部和定位突出部6、6′分別具有6mm與70mm之間的長度10。實際上已證明，長度10應(yīng)該具有第二元件3的兩倍的厚度或薄板厚度。接觸突出部和定位突出部6、6′的寬度分別相當(dāng)于第二元件3的厚度或薄板厚度。
按照所示的實施形式第二元件3沿其縱軸線的方向具有多個彼此間隔開的接觸突出部6和定位突出部6′，它們設(shè)置在平行于縱軸線延伸的表面部分5上。接觸突出部6形成接觸面7而定位突出部6′形成定位面8。第一元件，如其在圖1至3中所示，具有配屬于接觸突出部6和定位突出部6′的接觸面和定位面14、15，其中該元件2與另一元件3的接觸面7相互靠緊的接觸面14構(gòu)成對接部16，在其上設(shè)置焊縫17并且元件2、3的定位面8、15同樣相互靠緊。各接觸面和定位面7、8在一平面內(nèi)相互平行地并平行于表面部分5延伸。
圖29和30中示出相互待焊接的元件2、3、(4)、(34)和部件1的一部分。相互待焊接的元件2、3、(4)、(34)在其相互面對的側(cè)面上只分別具有至少一個接觸面7、14。至少一個元件2只包括一個在表面部分50上凸出的接觸突出部6，其形成接觸面7。對置于接觸面7的平行的接觸面14在與表面部分51的平面內(nèi)延伸。相互靠緊的接觸面7、14構(gòu)成對接部16。焊縫17構(gòu)成為I焊縫或角焊縫并且基本上沿對接部16的全長連續(xù)地構(gòu)成。如果例如第一元件2為U形橫截面，則將元件2、3相互定位成使第二元件3與第一元件2在第一元件的那些部分中構(gòu)成對接部16，在那些部分中母體材料的偏移厚度小于一在第一元件2上通過冷成型制成的變形區(qū)域18內(nèi)結(jié)構(gòu)的偏移厚度，如在上述的圖中所示。待焊接的元件2、3或在一平面內(nèi)或沿一垂直于表面部分50、51的方向相互相對位錯一偏移量設(shè)置，從而在元件2、3、(4)、(34)之間至少在對接部16上形成一階梯，如上所述。
在這里描述的實施形式可轉(zhuǎn)到圖1至19中的實施形式上，于是其中相應(yīng)的元件2至4、34的每一接觸突出部和定位突出部6只通過一接觸突出部6構(gòu)成，其只形成接觸面7。接觸突出部6具有6mm與70mm之間的長度10。但長度10應(yīng)該具有成型接觸突出部6的元件2的至少兩倍的厚度或薄板厚度。接觸突出部6的寬度總是相當(dāng)于元件2的厚度或薄板厚度。在該實施形式中優(yōu)點是，焊縫17沿接觸突出部6的全長延伸并且其起始部分和終端部分成圓弧形延伸，從而在焊縫17的起始部分和終端部分中一無干擾的力流也是可能的并且避免減弱承重的焊縫橫截面。
最后按所示的各實施形式有利的是，焊縫17的起始部分和終端部分位于離相應(yīng)的變形區(qū)域18的一元件2至4、34的至少一倍厚度或薄板厚度處。
所述各焊縫17可以與元件2、3、4、34相互的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)無關(guān)在一對接部16上從其遠(yuǎn)離的外部向其內(nèi)部相互相向地延伸(見圖16)。各焊縫17的終端部分可以相互搭接或只鄰接。另一方面各焊縫17可以設(shè)置在兩分離的對接部16上，其中各焊縫17沿相反的方向分別從對接部16的外部向內(nèi)部延伸(見圖17)或沿相同的方向從對接部16的外部向內(nèi)部和從內(nèi)部向外部(見圖19)延伸。此時各焊縫17向相互相向方向和向一在各外部之間共同的交點的方向定向。各相互靠緊的焊縫17的鄰近的終端部分或交點位于部件1的一低應(yīng)力的或?qū)τ趶姸忍匦苑桥R界的部分中。
上述元件2、3、4、34優(yōu)選由同一材料、例如由鋼或鋁制成并且具有200N/mm2至400N/mm2的抗拉強度。當(dāng)人們采用抗拉強度為700N/mm2至900N/mm2的材料時，降低總重和達(dá)到有利的強度特性。
在這方面還要指出，通過元件1至4、34的偏移量19、19′、40、40′，在對接部16上在元件1至4、34之間的搭接寬度小于元件1至4、34的厚度。在射束焊接時在焊縫17中，因此在熔浴中和直接與其鄰接的元件1至4、34的母體材料中發(fā)生凝固。通過元件1至4、34的適當(dāng)?shù)牟牧线x擇將該凝固過程控制成使一方面在焊縫17中達(dá)到一相應(yīng)的強度增高而另一方面還在焊縫17中不發(fā)生硬化裂紋。這導(dǎo)致焊縫17在正常的負(fù)荷情況下決不斷裂，因為雖然焊縫橫截面較小，焊縫17的機械承載能力總是大于元件1至4、34的圓周的母體材料的機械承載能力?，F(xiàn)在完全有可能，在對接的區(qū)域內(nèi)或在焊縫17中選擇約在50％與300％之間強度提高量。
雖然在圖中只示出薄板件，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)同樣有可能，至少其中一個元件例如由一鍛件構(gòu)成，其通過冷鍛(冷成型)尺寸精確地制成。同樣所述元件之一可以由一實心成型件構(gòu)成，例如一鍛件，其通過熱鍛或冷鍛尺寸精確地制成。
下面將要更詳細(xì)地描述一本發(fā)明的部件的制造方式和方法。
首先將元件2至4、34分別由一平面的薄板件剪裁、特別是沖裁，并在必要時通過彎曲成型為其相應(yīng)的形狀。如果元件是一鍛件，則將其在室溫下通過鍛造成型為其相應(yīng)的形狀。重要的是，以高精度制造接觸面和/或定位面7、14、8、15。與此不同，可以以較低的精度制造各剩余的表面部分，它們鄰接接觸突出部和/或定位突出部6或接觸面和/或定位面7、14、8、15。將在組裝或焊接之前尺寸精確加工的元件2至4、34借助于夾緊和定位裝置的夾緊工具(未示出)固定保持于一焊接設(shè)備中并且借助于調(diào)整裝置(未示出)相互相對定位/對準(zhǔn)和以其對應(yīng)的、優(yōu)選平行的平面的接觸面和/或定位面7、14、8、15利用一偏壓力相互相對壓緊。然后將元件2至4、34借助于射束焊接、特別是激光束焊接或電子束焊接在對接部16上通過相互待焊接的元件2至4、34的母體材料的部分地熔化不可拆地相互連接。偏壓力在整個的焊接過程優(yōu)選保持不變，因為待焊接的元件2、3、4、34始終以其相互配置的接觸面和/或定位面7、14、8、15相互相對支承。
在本發(fā)明的部件1的制造中經(jīng)常提出的問題是，通過成型制成的各個元件1至4、34不具有對其提出形狀精度。例如在彎曲時總是必須考慮到因成型的薄板部分的回彈量的形狀精度。
以下借助圖31和32描述一種用于制造本發(fā)明的部件1的方法，其中將這些形狀誤差降到一允許的程度。
為了實施該方法提供一種焊接設(shè)備，其具有一示意示出的用于尺寸精確剪裁的和必要時成型的或只成型的第一元件2的第一夾緊和定位裝置56、一焊接裝置58、一用于一按尺寸剪裁的和必要時成型的或只成型的第二元件3的支架59以及一用于第二元件3的第二夾緊和定位裝置60。
用于按需要支承、定位和夾緊第一元件2的第一夾緊和定位裝置56具有至少兩個，按所示實施形式例如三個可分開控制的包括可調(diào)夾緊元件的夾緊工具57、57′、57″，特別是夾鉗。夾緊工具57之一將U形元件2在底面11上夾緊或固定，同時其他的兩夾緊工具57′、57″分別夾緊或固定一個側(cè)邊12，從而將元件2固定保持于位置或規(guī)定形狀。在元件2上的尺寸誤差，例如各側(cè)邊12之間的凈寬，其對部件1的總精度具有不利的影響，通過夾緊工具57、57′、57″的有針對性的控制有效地予以抵消。為此夾緊和定位裝置56具有由可連續(xù)控制的伺服傳動裝置驅(qū)動的調(diào)整裝置66、66′、66″，利用它們夾緊工具57、57′、57″可任意在空間中運動或定位。例如每一夾緊工具57、57′、57″支承在一優(yōu)選借助于可連續(xù)控制的伺服傳動裝置可任意在空間中運動或定位的調(diào)整裝置66、66′、66″的滑座上。如未再示出的，另外整個的第一夾緊和定位裝置56支承在一借助于可連續(xù)控制的伺服傳動裝置驅(qū)動的調(diào)整裝置可調(diào)整的滑座上，從而第一夾緊和定位裝置56至少向第二夾緊和定位裝置60的方向可水平地在空間中運動或定位。該調(diào)整裝置、特別是伺服傳動裝置連接到一控制裝置67上。
用于按需要支承、定位和夾緊第二元件3的第二夾緊和定位裝置60包括至少一個可控制的夾緊工具63，特別是夾鉗，具有可調(diào)的、特別是可徑向移動的各夾緊元件，如其只示意地通過箭頭表示的。套筒形的第二元件3借助于夾緊工具63在一表面部分68或一內(nèi)表面上夾緊，如圖31中只示意地通過箭頭表示的。元件3上的尺寸誤差，例如內(nèi)徑，其對部件1的總精度具有不利的影響，通過夾緊工具63的有針對性的控制有效地補償。為此夾緊和定位裝置60具有一由可連續(xù)控制的伺服傳動裝置驅(qū)動的調(diào)整裝置61，利用它夾緊工具63可任意在空間中運動或定位。例如夾緊工具63支承在調(diào)整裝置61的優(yōu)選借助于可連續(xù)控制的伺服傳動裝置可任意在空間中運動或定位的滑座上。如未再示出的，另外整個的第二夾緊和定位裝置56支承在一借助于可連續(xù)控制的伺服傳動裝置驅(qū)動的調(diào)整裝置可調(diào)整的滑座上，從而第一夾緊和定位裝置56至少向第二夾緊和定位裝置60的方向可水平地在空間中運動或定位。該調(diào)整裝置、特別是伺服傳動裝置連接到一控制裝置67上。
夾緊工具57、57′、57″、63、特別是各夾緊元件、夾緊和定位裝置56、60借助于伺服驅(qū)動裝置在一如圖31中對于夾緊工具63以實線所示的未操作的起始位置，與如圖31中對于夾緊工具63′以虛線所示的成型的操作位置之間可調(diào)整地構(gòu)成。在起始位置夾緊工具57、57′、57″、63的夾緊面向元件2的內(nèi)表面部分和/或外表面部分或向元件3的內(nèi)表面或外表面保持微小的距離，而在操作位置將各夾緊面向元件2的內(nèi)表面部分和/或外表面部分或向元件3內(nèi)表面或外表面壓緊。
由于夾緊和定位裝置56、60，特別是夾緊工具57、57′、57″、63可任意在空間中定位，現(xiàn)在可以將兩元件2、3相互相向移動并且沿徑向方向相互定位或?qū)?zhǔn)。但同樣也可以在空間中可定位的第一夾緊和定位裝置56設(shè)置在焊接設(shè)備的一固定的框架件上，從而只有第二元件3可以相對于第一元件2移動。在這種情況下第一元件2由夾緊工具57、57′、57″只保持在位置或規(guī)定形狀，但不向第二元件3的方向運動。
用于夾緊和定位裝置56、60的夾緊工具57、57′、57″、63的各夾緊元件可以分別借助于伺服驅(qū)動裝置任意操作之，例如液壓的、氣動的、機械的或電力的。用65標(biāo)記用于第二夾緊和定位裝置60的夾緊工具63的伺服驅(qū)動裝置而用74、74′、74″標(biāo)記用于第一夾緊和定位裝置60的夾緊工具57、57′、57″的伺服驅(qū)動裝置。為了利用第一和/或第二夾緊和定位裝置56、60的夾緊工具57、57′、57″、63向第一和/或第二元件2、3施加受控的力，它們分別設(shè)有一用以檢測施加到第一和/或第二元件上用于使其變形的力的裝置。
最后，焊接裝置58也支承在一可任意在空間中定位的調(diào)整裝置62上。例如焊接裝置58，例如激光焊頭或電子焊頭支承在一第三調(diào)整裝置62的優(yōu)選借助于可連續(xù)控制的伺服傳動裝置可任意在空間中運動或定位的滑座上。
調(diào)整裝置61、62、66、66′、66″的伺服傳動裝置和各夾緊元件的伺服傳動裝置65、74、74′、74″連接到優(yōu)選用于焊接設(shè)備的電子控制裝置67上，其本身包括一計算機系統(tǒng)和一控制器并且控制伺服傳動裝置和伺服驅(qū)動裝置。
如圖32中還示出，在另一實施形式中焊接設(shè)備包括至少一個測量裝置64，其優(yōu)選設(shè)置在一兩相互待焊接的元件2、3之間延伸的平面內(nèi)。該測量裝置64由一電子機械作用的或光電子的測量系統(tǒng)構(gòu)成。后者具有至少一個用以非接觸式檢測至少一個元件2、3的實施形狀的光傳感器并且可以例如由一激光測量系統(tǒng)或紅外線測量系統(tǒng)或CCD-攝像機等構(gòu)成。電子機械作用的測量系統(tǒng)例如由一測量探頭構(gòu)成，利用它接觸式檢測至少一個元件2、3的實際形狀。測量系統(tǒng)或在焊接設(shè)備中設(shè)置在夾緊和定位裝置56、60的附近區(qū)域內(nèi)或在焊接設(shè)備以外。按照后一實施形式例如將在支架59上支承的元件3在測量系統(tǒng)的旁邊移過或短時停住和測量，如以下所述，并然后在焊接設(shè)備中送到一在夾緊和定位裝置56、60之間的準(zhǔn)備位置。
上述支架59或固定地設(shè)置在兩彼此間隔開設(shè)置的各夾緊和定位裝置60之間或經(jīng)由一輸送系統(tǒng)可相對于夾緊和定位裝置56、60調(diào)整。
測量裝置64同樣連接于焊接設(shè)備的控制裝置67，其本身包括計算機系統(tǒng)和控制器并且根據(jù)在由測量裝置64檢測的尺寸實際值與控制裝置67中寄存的尺寸規(guī)定值之間的實際/規(guī)定值比較控制伺服傳動裝置65、74、74′、74″。
實際上已證明，雖然通過一由一平面的薄板件成型的和焊接的管的一部分或通過深沖或拉伸構(gòu)成的套筒可以便宜地制造，但必須估計到比切削加工時較大的形狀或尺寸誤差并因此只能為軸承44(未示出)準(zhǔn)備一不足夠精確的支座。通常套筒的橫截面是橢圓的，如圖31中以實線所示，從而損害例如一滾動軸承在壓入套筒中以后的同心特性和滾動摩擦。因此在每一垂直于縱軸線69的截面內(nèi)容許的外形線必須處在間距t＝0.05mm的兩同心圓之間。
如果套筒本身作為軸承圈應(yīng)用，則對精度的要求還要更大，因為滾動軸承的球滾道現(xiàn)在是優(yōu)選無切屑制成的套筒的組成部分。此時容許的間距約處在t＝0.02mm。
根據(jù)這種見解，現(xiàn)在通過該“不精確的”套筒的針對性的變形，提供一精度，其滿足對一精確的軸承支座或滾動體滾道的要求。
為此可以以多個接連的工作步驟按兩種實施形式制造本發(fā)明的部件1。按該實施形式由一U形的第一元件和一在其端面上焊接的套筒作為第二元件3組成部件1。
第一實施形式首先準(zhǔn)備第一元件2，例如借助于輸送系統(tǒng)向一準(zhǔn)備位置輸送并且在那里借助于夾緊工具57、57′、57″支承、定位、固定和定向在第一夾緊和定位裝置56上(因此處于規(guī)定形狀)。因此在每一側(cè)邊12與在底面11上垂直延伸的重心軸線之間容許的間距在每一垂直于重心軸線的截面內(nèi)必須處在t＝0.1mm的范圍內(nèi)。換言之底面11和側(cè)邊12在兩個平面內(nèi)延伸，它們成一90°的角度，其中一容許的角偏差必須在0.5°的范圍內(nèi)。這適用于具有U形或L形橫截面的第一元件2的實施形式。
在定位、固定和定向第一元件期間，使第二元件3處于第一與第二夾緊和定位裝置60之間的一準(zhǔn)備位置，例如利用輸送系統(tǒng)送到或安裝到固定的支架59上。第二元件3支承或固定在支架59上。
緊接著將第二元件3由夾緊工具63支承、相對其定位并且通過其施加力變形、特別是稍微擴大成圓柱形的規(guī)定形狀。經(jīng)由由伺服傳動裝置65控制的各夾緊元件以可貼靠到第二元件的內(nèi)表面上的弧形夾緊面施加力。由于按第一實施形式?jīng)]有測量步驟實現(xiàn)第二元件3向規(guī)定形狀的變形，將各夾緊元件由伺服傳動裝置控制成使得可靠地消除由焊接的管的制造已知的最大的容許偏差并且將套筒形的第二元件3變形成一精確的圓柱形的規(guī)定形狀。
元件3在夾緊工具63上的定位和對中以有利的方式這樣實現(xiàn)，即首先只將各個夾緊元件以較小的力壓向內(nèi)表面并且將遠(yuǎn)離第一元件2的端側(cè)的第一表面部分31相對一具有夾緊和定位裝置60、特別是夾緊工具63的底板71的基準(zhǔn)面70定位。此后將元件3通過向表面施加徑向力變形為規(guī)定形狀。第二元件3按此沿縱軸線69的方向和沿徑向于縱軸線的方向基本上無間隙定位和對中地固定在夾緊工具63上。該定位可以完好地處理元件3。
然后第二元件3被以該精確的圓柱形的規(guī)定形狀對中或定位地固定在夾緊工具63上。接著將元件2、3通過啟動至少一個或全部夾緊工具57、57′、57″、63的調(diào)整裝置61、66、66′、66″相互定位并且通過啟動至少一個或兩個夾緊和定位裝置56、60的調(diào)整裝置相互相向移動和利用其相互面對的接觸面和/或定位面7、8、14、15基本上無間隙相互靠緊。在另一實施形式中將第二元件3相對第一元件2對準(zhǔn)、向位置確定的形狀精確的第一元件2移動并且利用其面對第一元件2的接觸面和/或定位面7、8的接觸面和/或定位面14、15基本上無間隙地貼靠。
如上所述，接觸面和定位面7、8、14、15或通過元件2、3的相互面對的端側(cè)的表面部分27、28(未示出)或通過在第一元件2上在其面對第二元件3的表面部分27上凸出的未示出的接觸突出部和必要時定位突出部6、6′和在第二元件3上位于一與表面部分28的平面內(nèi)的接觸面和必要時定位面14、15構(gòu)成。但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也有可能將待焊接的元件2、3只構(gòu)成接觸面7、14。它們分別與表面部分27、28在一平面內(nèi)延伸或通過在第一元件2在其面對第二元件3表面部分27上凸出的未示出的接觸突出部6和在第二元件2上位于一與表面部分28的平面內(nèi)的接觸面14構(gòu)成。
為了達(dá)到兩元件2、3的可靠的夾緊現(xiàn)在設(shè)定，將接觸面和/或定位面7、8、14、15利用一預(yù)應(yīng)力相互相對壓緊。將在夾緊工具57、57′、57″、63中夾緊的、在接觸面和/或定位面7、8、14、15上相互靠緊的元件2、3相互相向移動到或由此固定地相互壓緊到在元件2、3之間連續(xù)建立的預(yù)應(yīng)力達(dá)到一最小值。預(yù)應(yīng)力的大小和/或第一和必要時第二夾緊和定位裝置56、60的位移可以優(yōu)選經(jīng)由用于整個的夾緊和定位裝置56和/或60的各調(diào)整裝置的伺服傳動裝置的耗用電流來評價。以此可以達(dá)到元件2、3的受控的夾緊。
如果現(xiàn)在按規(guī)定相互夾緊兩元件2、3，則由控制裝置67啟動焊接裝置58，使其現(xiàn)在借助于調(diào)整裝置62移動，借此將一未示出的焊縫17設(shè)置在對接部或各對接部16上并且焊接元件2、3。在焊接過程中將夾緊裝置56、60優(yōu)選保持靜止的。在焊接元件2、3以后，將完成的部件7再次存放在支架59上并且通過將各夾緊元件移離元件2、3的表面部分松開夾緊工具57、57′、57″、63。然后將部件1從焊接設(shè)備中運走。
第二實施形式在第一步驟中準(zhǔn)備兩元件2、3，例如借助于輸送系統(tǒng)向一準(zhǔn)備位置輸送。
然后在第一和/或第二元件2、3的端面上，在所示的實施形式，為了簡單起見經(jīng)由激光測量系統(tǒng)電子式檢測第二元件3的實際形狀一因此圓度。此時元件2、3可以仍處在準(zhǔn)備位置和還在將其由夾緊工具57、57′、57″、63支承、在其上定位和固定之前完成測量，或只在將它在夾緊和定位裝置56、60上借助于夾緊工具57、57′、57″、63支承、在其上定位和固定以后才進行測量。將尺寸的實際值(實際形狀)轉(zhuǎn)送給控制裝置67。在控制裝置67的計算機系統(tǒng)中，對于元件2和/或元件3的不同的空間形狀/幾何形狀的存儲對于它們的尺寸的規(guī)定形狀或規(guī)定值。現(xiàn)在將尺寸的實際值供給控制器并且現(xiàn)在在控制裝置67中實現(xiàn)尺寸的規(guī)定值與實際值的規(guī)定/實際值比較。
如果尺寸的實際值在尺寸的規(guī)定值的一允許的公差范圍內(nèi)，則由控制裝置67控制第一夾緊和定位裝置56的調(diào)整裝置和/或第二夾緊和定位裝置60的調(diào)整裝置，使由夾緊工具57、57′、57″、63固定保持的元件2、3相互相向移動并然后焊接。
不過如果朝至少一個空間方向由測量裝置64確定一實際形狀對一規(guī)定形狀的偏差，則將在第一和/或第二元件2、3上檢測尺寸的實際值并且轉(zhuǎn)送給控制裝置67。借助由規(guī)定/實際值比較算出的偏差，由控制器或控制裝置67確定一校正值。根據(jù)該校正值控制用于第一和/或第二夾緊和定位裝置56、60的一個或多個夾緊工具57、57′、57″、63的各夾緊元件的一個或多個調(diào)整裝置61、66、66′、66″和/或一個或多個伺服驅(qū)動裝置74、74′、74″、65。將相應(yīng)的校正值輸入調(diào)整裝置61、66、66′、66″的伺服傳動裝置和/或伺服驅(qū)動裝置74、74′、74″、65的每一電子控制中，該調(diào)整裝置61、66、66′、66″用于第一和/或第二夾緊和定位裝置56、60的一個和/或多個夾緊工具57、57′、57″、63的各夾緊元件。
對于第一元件2的夾緊工具57′、57″的各夾緊元件借助由控制裝置67算出的校正值關(guān)于垂直于底面11延伸的重心軸線大致垂直的方向和/或?qū)τ诘诙?的夾緊工具63的各夾緊元件借助于控制裝置67算出的校正值關(guān)于縱軸線69使之徑向變形，從而第一和/或第二元件2、3的包含誤差的形狀通過其變形補償一直達(dá)到其規(guī)定形狀。
如果校正值已抵消并將第一和/或第二元件2、3變形為規(guī)定形狀，則停止夾緊工具57、57′、57″、63或各夾緊元件的調(diào)整運動并同時保持調(diào)準(zhǔn)的力不變。
在定位于夾緊工具57、57′、57″、63上的元件2、3相互對準(zhǔn)，相互朝向運動，利用其相互面向的接觸面和/或定位面7、8、14、15基本上無間隙地相互靠緊并且利用一預(yù)應(yīng)力相互壓緊以后，在未示出的各對接部16上實現(xiàn)元件2、3的焊接，如上所述。
重要的是，在元件2、3的整個的相互對準(zhǔn)和定位過程中保持夾緊工具57、57′、57″、63在元件2、3上施加的力不變，并且只在焊接過程以后才取消。
此外具有可能性，即將已保持于規(guī)定形狀的和/或變形為規(guī)定形狀的元件2、3，在其相互對準(zhǔn)之后，利用一預(yù)應(yīng)力相互壓緊之后并且在其相互焊接之前，再次檢測實際形狀并且在可能出現(xiàn)形狀偏差時實施一補充變形，以便可靠地達(dá)到規(guī)定形狀。
也有可能在焊接以后再次檢測實際形狀并且在元件2、3之一由于焊接內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生一不允許的變形時從焊接設(shè)備中排出作為報廢元件的部件1。
但在一優(yōu)選的實施形式中在元件2、3的整個的變形過程中延續(xù)地實現(xiàn)尺寸的規(guī)定/實際值比較，因此一高的過程可靠性和持續(xù)的質(zhì)量控制是可能的。
在上述各實施形式中由此出發(fā)，即仍在將元件2、3相互對準(zhǔn)和定位之前實現(xiàn)至少一個元件2、3向其規(guī)定形狀的變形過程。同樣地也有可能由測量裝置64檢測元件2、3的實際形狀或尺寸的實際值，用計算機確定其縱軸線69、72的位置，將夾緊和定位裝置56、60的夾緊工具57、57′、57″、63與位于其上的元件2、3沿空間方向調(diào)整成使元件2、3的縱軸線69、72構(gòu)成一共同的軸線。然后將元件2、3相互相向移動，利用其接觸面和/或定位面7、8、14、15相互靠緊并接著使偏離其規(guī)定形狀的元件2、3變形，直到其實際形狀符合規(guī)定形狀。在抵消形狀偏差以后，再次實現(xiàn)在未示出各對接部16上的第一和第二元件2、3之間的焊接。
自然這些實施形式并不限于第二元件3套筒形狀的構(gòu)成，而相反任何任意的經(jīng)受變形的形狀都是可能的。例如第二元件3在橫截面上可以具有梯形的、U形的或L形的橫截面。第一元件2可以由一平面的薄板件，但也可以由一成型的形狀構(gòu)成。與之相應(yīng)地匹配夾緊工具57、57′、57″、63。
按照第一和/或第二元件3的實際/規(guī)定形狀之間的變形或偏差的程度將其至少在局部或塑性和/或彈性變形。
按所述方法制造的部件1的特征在于高的尺寸精度及其簡單的制造。
各實施例示出可能的部件1的實施方案，其中在這方面應(yīng)該提到，本發(fā)明并不限于其特別示出的實施方案，而相反各個實施方案的不同的組合也是可能的并這種變型可能性通過具體的發(fā)明在用于技術(shù)處理的基礎(chǔ)上處于在該技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的能力內(nèi)。因此全部可設(shè)想的實施方案，其通過示出的和描述的各實施方案的單個細(xì)節(jié)的組合是可能的，均一起包括在保護范圍內(nèi)。
為了有序最后應(yīng)該指出，為了更好地理解部件1的結(jié)構(gòu)將其或其構(gòu)件部分地未按比例和/或放大和/或縮小地示出。
從說明書中可以得知基于獨立發(fā)明的方案的目的。
特別是各個在圖1至32中所示的實施形式構(gòu)成獨立發(fā)明的方案的主題。從這些圖的詳述中得知與其有關(guān)的本發(fā)明的目的和方案。
附圖標(biāo)記清單1部件14接觸面2元件15定位面3元件16對接部4元件17焊縫5表面部分17′焊縫6支承和定位突出部18變形區(qū)域6′定位突出部19偏移量7接觸面 19′偏移量8定位面 20表面部分9高度21表面部分10長度 24軸承孔11底面 26軸線12側(cè)邊 27表面部分13表面部分 28表面部分
29表面部分 55高度30表面部分 55′寬度31表面部分 56夾緊和定位裝置32表面部分 57夾緊工具33表面部分 57′夾緊工具34元件 57″夾緊工具35表面部分 58焊接裝置36表面部分 59支架37表面部分 60夾緊和定位裝置38表面部分 61調(diào)整裝置39表面部分 62調(diào)整裝置40偏移量 63夾緊工具40′偏移量 64測量裝置41重心軸線 65伺服驅(qū)動裝置42重心軸線 66調(diào)整裝置43接觸面 66′調(diào)整裝置44軸承 66″調(diào)整裝置45表面部分 67控制裝置46表面部分 68表面部分47表面部分 69縱軸線48表面部分 70基準(zhǔn)面49表面部分 71底板50表面部分 72縱軸線51表面部分 74伺服驅(qū)動裝置52表面部分 74′伺服驅(qū)動裝置53表面部分 74″伺服驅(qū)動裝置54焊接板條
權(quán)利要求
1.部件(1)，包括至少一個第一和第二金屬元件(2、3)，其中至少第一元件(2、3)受到一冷成型特別是彎曲或冷鍛，并且元件(2、3)設(shè)有部分平坦的平行的表面部分(20、21，29至32，29、31、37、39、46，52、53)和與其成角度特別是成直角延伸的對應(yīng)的接觸面(7、14)用于其相互基本上無間隙的接觸和表面部分(20、21，29至32，29、31、37、39、46，52、53)沿一平行于接觸面(7、14)的平面的方向相互相對位錯一偏移量(19、19′)設(shè)置，從而相互待焊接的元件(2、3)至少在元件(2、3)的至少一個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)構(gòu)成的對接部(16)上形成一階梯，并且元件(2、3)經(jīng)由至少一個通過射束焊接特別是激光束焊接或電子束焊接制成的焊縫(17)在元件(2、3)的通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)構(gòu)成的對接部(16)上相互連接，其中焊縫(17)通過由相互待焊接的元件(2、3)部分地熔化的母體材料構(gòu)成；其特征在于，相互待焊接的元件(2、3)在其相互面對的側(cè)面上分別具有至少一個接觸面(7、14)，其中在至少一個元件(2、3)上接觸面(7、14)由至少一個在一表面部分(5，27，37、39，50)上凸出的接觸突出部(6)構(gòu)成并且焊縫(17)作為I焊縫或角焊縫和基本上沿對接部(16)的全長連續(xù)地構(gòu)成并且元件(2、3)相互定位成使第二元件(3)與第一元件(2)在第一元件(2)的那個部分中形成對接部(16)，在該對接部中母體材料的一偏移厚度小于在一在第一元件(2)上通過冷成型制成的變形區(qū)域(18)內(nèi)的結(jié)構(gòu)的偏移厚度，并且在表面部分(20、21，29至32，29、31、37、39、46，52、53)之間的偏移量(19、19′)在一元件(2、3)的最大厚度的5％至50％之間。
2.部件(1)，包括至少一個第一和第二金屬元件(2、3)，其中至少第一元件(2、3)經(jīng)受一冷成型特別是彎曲或冷鍛，并且元件(2、3)設(shè)有表面部分(36、37、39)和與其成角度、特別是成直角延伸的平行的接觸面(7、14)用于其相互基本上無間隙的接觸，以及經(jīng)由通過射束焊接、特別是激光束焊接或電子束焊接制成的焊縫(17)在元件(2、3)的至少兩個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)分開構(gòu)成的對接部(16)相互連接，其中每一焊縫(17)通過由相互待焊接的元件(2、3)部分地熔化的母體材料構(gòu)成；其特征在于，第一元件(2)在一垂直于其縱向延長的平面內(nèi)具有一成型的、特別是基本上U形或梯形的橫截面而第二元件(3)構(gòu)成為套筒，該套筒具有一在垂直于其縱向延長的平面內(nèi)圓環(huán)形的橫截面，并且元件(2、3)的指向同一側(cè)面的表面部分(36、37、39)沿一平行于接觸面(7、14)的平面的方向相互相對位錯一偏移量(40、40′)設(shè)置，從而相互待焊接的元件(2、3)至少在元件(2、3)的通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)構(gòu)成的各對接部(16)上分別形成一階梯，其中兩元件(2、3)在其相互面對的端面分別具有接觸面(7、14)并且在至少一個元件(2、3)上接觸面(7、14)由至少一個在一表面部分(27)上凸出的接觸突出部(6)構(gòu)成，并且每一個焊縫(17)作為I焊縫或角焊縫和基本上沿相關(guān)的對接部(16)的全長連續(xù)地構(gòu)成，并且在表面部分(36、37、39)之間的偏移量(40、40′)在一元件(2、3)的最大厚度的5％與50％之間。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的部件，其特征在于，相互待焊接的元件(2、3)在其相互面對的側(cè)面上分別具有至少一個接觸面(7、14)和附加至少一個平行于接觸面(7、14)的定位面(8、15)，其中在至少一個元件(2、3)上接觸面和/或定位面(7、8、14、15)由至少一個接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)構(gòu)成并且元件(2、3)經(jīng)由其相互面向的定位面(8、15)相互對準(zhǔn)和定位。
4.按照權(quán)利要求2所述的部件，其特征在于，設(shè)置一通過沖裁和/或冷成型特別是彎曲或冷鍛制成的第三元件(4)，其構(gòu)成為套筒，該套筒具有一在垂直于其縱向延長的平面內(nèi)的圓環(huán)形的橫截面，并且同樣與成型的元件(2)相連接，其中各套筒設(shè)置在成型的元件(2)的相互對置的端面上，并且其軸線(26)構(gòu)成一共同的軸線而且成型的元件(2)在其對置的端面上分別具有至少兩個接觸面(7)和附加至少兩個平行于接觸面(7)的定位面(8)以及各套筒本身在其分別面對成型的元件(2)的端面的側(cè)面上具有至少兩個接觸面(14)和附加至少兩個平行于接觸面(14)的定位面(15)，并且各套筒和成型的元件(2)經(jīng)由其相互面對的定位面(8、15)相互定位和對準(zhǔn)，并且每一套筒經(jīng)由通過射束焊接制成的焊縫(17)在元件(2、3、4)的至少兩個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)分開構(gòu)成的對接部(16)上連接并且每一焊縫作為I焊縫或角焊縫和基本上沿相關(guān)的對接部(16)的全長構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求2或4所述的部件，其特征在于，成型的元件(2)具有兩個側(cè)邊(12)和一連接它們的底面(11)，并且在其端面上構(gòu)成相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分(27)，其中在各側(cè)邊(12)和必要時在底面(11)的各表面部分(27)上分別設(shè)置至少一個接觸面(7)和至少一個平行于接觸面(7)的定位面(8)。
6.按照權(quán)利要求2或5所述的部件，其特征在于，設(shè)置一通過沖裁和/或冷成型、特別是彎曲或冷鍛基本上平面制成的第四元件(34)，其與成型的元件(2)的各側(cè)邊(12)相連接，并且在面對各側(cè)邊(12)的側(cè)面的表面部分(5)上分別具有至少兩個接觸面(14)或在面對兩側(cè)邊(12)的下面的表面部分(48)上具有至少兩個接觸面(7)和附加至少兩個與其平行的定位面(8)，并且各側(cè)邊(12)在面對第四元件(34)的表面部分(13，47)上分別設(shè)有至少兩個接觸面(8)和附加至少兩個與其平行的定位面(15)，而且元件(2、34)經(jīng)由其相互面對的定位面(8、15)相互定位和對準(zhǔn)，以及經(jīng)由通過射束焊接、特別是激光束焊接或電子束焊接制成的各焊縫(17)在元件(2、34)的至少兩個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)分開構(gòu)成的對接部(16)上相互連接，其中每一焊縫(17)作為I焊縫或角焊縫和基本上沿相關(guān)的對接部(16)的全長連續(xù)地構(gòu)成和/或在各側(cè)邊(12)上構(gòu)成的表面部分(37)和在第四元件(34)上平行于表面部分(20)構(gòu)成的側(cè)向的表面部分(49)沿平行于接觸面(7、14)的平面的方向相互相對位錯一偏移量(19)設(shè)置，從而相互待焊接的元件(2、34)至少在各對接部(16)上形成一階梯，其中該偏移量(19)在一元件(2、34)的最大厚度的5％與50％之間。
7.按照權(quán)利要求4至6之一項所述的部件，其特征在于，第四元件(34)在其相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分(35)上分別具有至少一個接觸面(7)和附加至少一個與其平行的定位面(8)，并且每一套筒在其面對第四元件(34)的端側(cè)的表面部分(35)的表面部分(28)上具有至少一個接觸面(14)和附加至少一個與其平行的定位面(15)，以及經(jīng)由一通過射束焊接、特別是激光束焊接或電子束焊接制成的焊縫(17)在至少一個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)構(gòu)成的對接部(16)上與第四元件(34)相連接，其中焊縫(17)作為I焊縫或角焊縫和基本上沿對接部(16)的全長連續(xù)地構(gòu)成，各套筒和第四元件(34)經(jīng)由相互面對的定位面(8、15)相互定位和對準(zhǔn)和/或元件(3、4、34)的指向同一側(cè)面的表面部分(36、21)沿一平行于接觸面(7、14)的平面的方向相互相對位錯一偏移量(40′)設(shè)置，從而相互待焊接的元件(3、4、34)至少在對接部(16)上形成一階梯，并且各套筒的軸線(26)形成一共同的軸線和偏移量(40′)在一元件(3、4、34)的最大厚度的5％與50％之間。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的部件，其特征在于，第四元件(34)的相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分(35)與成型的元件(2)的各表面部分(27)齊平地端接。
9.按照權(quán)利要求6或7所述的部件，其特征在于，接觸面和/或定位面(7、8)在成型的元件(2)的相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分(27)上和接觸面和/或定位面(14、15)在第四元件(34)的相互遠(yuǎn)離的端側(cè)的表面部分(35)上設(shè)置在垂直于成型的元件(2)的縱向方向延伸的平面內(nèi)。
10.按照權(quán)利要求2至7之一項所述的部件，其特征在于，元件(2、3、4、34)經(jīng)由其相互面對的定位面(8、15)相互對準(zhǔn)和/或相互定位成使第二和第三元件(3、4)與第一和/或第四元件(2、34)在第一和/或第四元件的那個部分中分別構(gòu)成至少一個對接部(16)，在該部分中母體材料的一偏移厚度小于在一在第一和/或第四元件(2、34)上通過冷成型制成的變形區(qū)域(18)內(nèi)的結(jié)構(gòu)的偏移厚度。
11.部件(1)，包括至少兩個金屬元件(2、3)，它們設(shè)有對應(yīng)的接觸面(7、14)用于其相互基本上無間隙接觸，并且經(jīng)由至少一個通過射束焊接特別是激光束焊接或電子束焊接制成的焊縫(17)在元件(2、3)的至少一個通過無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)待構(gòu)成的對接部(16)上相互連接，其中焊縫(17)通過由相互待焊接的元件(2、3)部分地熔化的母體材料構(gòu)成；其特征在于，至少一個元件(2、3)具有至少一個在接觸面(7、14)上鄰接的、通過一焊接射束特別是激光束或電子束可熔化的焊接板條(54)，其在該元件(2、3)上成型并且設(shè)置用于形成待制造的焊縫(17)的至少一個組成部分。
12.按照權(quán)利要求11所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)在至少一個與對置于第一元件(2)的第二元件(3)相鄰棱邊的鄰近區(qū)域內(nèi)并沿該棱邊延伸，其中該棱邊通過一表面部分(52)和與其成角度延伸的和鄰接的接觸面(7)構(gòu)成。
13.按照權(quán)利要求11或12所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)在元件(2、3)的接觸面(7)的旁邊構(gòu)成。
14.按照權(quán)利要求11至13之一項所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)向?qū)χ糜诘谝辉?2、3)的第二元件(2、3)的方向高出第一元件(2、3)的接觸面(7、14)。
15.按照權(quán)利要求11至14之一項所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)基本上沿通過元件(2、3)的無間隙相互靠緊的接觸面(7、14)待構(gòu)成的對接部(16)或棱邊的全長延伸。
16.按照權(quán)利要求11至14之一項所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)沿對置于第一元件(2、3)的第二元件(2、3)的方向高出一由第一元件(2)構(gòu)成的定位面(8)，其中定位面(8)平行于接觸面(7)延伸。
17.按照權(quán)利要求11至14之一項所述的部件，其特征在于，焊接板條(54)具有一相當(dāng)于元件(2、3)的最大厚度的約的5％至50％高度(55)和寬度(55′)。
18.按照權(quán)利要求1至16之一項所述的部件，其特征在于，接觸面和定位面(7、8、14、15)在一個元件(2、3、4、34)或各元件(2、3、4、34)上在同一平面內(nèi)構(gòu)成。
19.按照權(quán)利要求1至18之一項所述的部件，其特征在于，兩元件(2、3、4、34)經(jīng)由至少兩個焊縫(17)在至少兩個相互分開構(gòu)成的對接部(16)相互連接，其中各焊縫(17)分別構(gòu)成為在對接部(16)上基本上沿其全長連續(xù)延伸的I焊縫或角焊縫。
20.按照權(quán)利要求1至18之一項所述的部件，其特征在于，在至少一個元件(2、3、4、34)上成型至少一個接觸突出部和定位突出部(6、6′)，其構(gòu)成接觸面和/或定位面(7、8、14、15)并且在第一元件(3，2)的一平行于接觸面(7、14)的表面部分(5，27，37，47，50)上向另一元件(2，3)的方向凸出。
21.按照權(quán)利要求1至20之一項所述的部件，其特征在于，第一元件(2，3、4)的表面部分(13)、接觸面和定位面(14、15)設(shè)置在一平面內(nèi)并且另一元件(3，2)包括至少一個配屬于接觸面和/或定位面(14、15)的接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)。
22.按照權(quán)利要求2至18之一項所述的部件，其特征在于，每一待焊接元件(2、3、4、34)的表面部分(50、51)、接觸面和定位面(7、8、14、15)設(shè)置在一平面內(nèi)。
23.按照權(quán)利要求1至22之一項所述的部件，其特征在于，接觸面和定位面(7、8、14、15)在一個或多個待焊接的元件(2、3、4、34)上直接鄰接并且由一接觸突出部和/或定位突出部(6)構(gòu)成。
24.按照權(quán)利要求1至22之一項所述的部件，其特征在于，接觸面和定位面(7、8、14、15)在一個或多個待焊接的元件(2、3、4、34)上是空間相互分離的并且分別由一個接觸突出部(6)和一個定位突出部(6′)構(gòu)成。
25.按照權(quán)利要求4所述的部件，其特征在于，各套筒構(gòu)成軸承孔(24)，在該軸承孔內(nèi)設(shè)置、特別是壓入軸承(44)，經(jīng)由軸承(44)可旋轉(zhuǎn)地支承一軸。
26.按照權(quán)利要求2至25之一項所述的部件，其特征在于，套筒的內(nèi)徑大于各側(cè)邊(12)之間的凈寬并且各套筒在至少兩個對接部(16)的平的接觸面(7)上限定圓弧部分，該圓弧部分構(gòu)成接觸面(43)，軸承(44)相對該接觸面定位。
27.按照權(quán)利要求1至18之一項所述的部件，其特征在于，相互待焊接的對置的元件(2、3、4、34)分別具有至少一個接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)，其構(gòu)成接觸面和/或定位面(7、8、14、15)并且在每一元件(2、3、4、34)上成型，其中第一元件(2、3、4、34)的接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)由其面對另一元件(2、3、4、34)的表面部分(50、51)朝另一元件(2、3、4、34)的方向凸出，而另一元件(2、3、4、34)的接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)由其面對第一元件(2、3、4、34)的表面部分(50、51)向第一元件(2、3、4、34)的方向凸出，并且第一元件(2、3、4、34)的接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)和另一元件(2、3、4、34)的接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)相互相向延伸以及利用其接觸面和/或定位面(7、8、14、15)基本上無間隙地相互靠緊。
28.按照權(quán)利要求1至27之一項所述的部件，其特征在于，接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)具有至少一近似相當(dāng)于一元件(2、3、4、34)的兩倍的厚度的長度。
29.按照權(quán)利要求1至27之一項所述的部件，其特征在于，接觸突出部和/或定位突出部(6、6′)具有一高度，該高度在一元件(2、3、4、34)的厚度的5％與50％之間。
30.按照權(quán)利要求1至16之一項所述的部件，其特征在于，至少一個待焊接的元件(2、3、4、34)的接觸面和定位面(7、8、14、15)位于兩平面內(nèi)并且成一優(yōu)選90°的角度。
31.按照權(quán)利要求1至30之一項所述的部件，其特征在于，待焊接的元件(2、3、4、34)設(shè)置在兩個平面內(nèi)并且成一優(yōu)選90°的角度。
32.按照權(quán)利要求1至30之一項所述的部件，其特征在于，待焊接的元件(2、3)以其接觸面和定位面(7、8、14、15)對接相互靠緊并且沿垂直于表面部分(52、53)的方向相互位錯偏移量(19)設(shè)置。
33.按照權(quán)利要求1至32之一項所述的部件，其特征在于，兩元件(2、3、4、34)經(jīng)由兩個相互相向延伸的并利用向相反的焊接方向制成的焊縫(17)在兩個相互分開的對接部(16)上相互連接，其中各焊縫(17)的鄰近的終端部分位于部件(1)的一低應(yīng)力的或非臨界的部分中。
34.按照權(quán)利要求1至32之一項所述的部件，其特征在于，兩元件(2、3、4、34)在一對接部(16)上經(jīng)由至少兩個從其外部向其內(nèi)部相互相向延伸的并利用向相反的焊接方向制成的焊縫(17)相連接，其中各焊縫(17)的鄰近的終端部分位于部件(1)的一低應(yīng)力的或非臨界的部分中。
35.按照權(quán)利要求33或34所述的部件，其特征在于，各焊縫(17)向彼此相向的方向和向一共同的交點的方向定向，其中各焊縫(17)的終端部分在共同的交點上相互搭接。
36.按照權(quán)利要求33或34所述的部件，其特征在于，各焊縫(17)向彼此相向的方向和向一共同的交點的方向定向，其中各焊縫(17)的終端部分在共同的交點上終止。
37.按照權(quán)利要求36所述的部件，其特征在于，交點位于部件(1)的一低應(yīng)力的或非臨界的部分中。
38.按照權(quán)利要求1至32之一項所述的部件，其特征在于，兩元件(2、3、4、34)經(jīng)由兩相互相向延伸的并且利用沿相同焊接方向制造的焊縫(17)在兩相互分開的對接部(16)上相互連接，其中各焊縫(17)的鄰近的終端部分位于部件(1)的一低應(yīng)力的或非臨界的部分中。
39.按照權(quán)利要求1至32之一項所述的部件，其特征在于，至少一個焊縫(17)的一終端部分處在部件(1)的一受較低的機械負(fù)荷的部分中和至少一個焊縫(17)的一起始部分處在部件(1)的一受較強機械負(fù)荷的部分中。
40.按照權(quán)利要求1至32之一項所述的部件，其特征在于，對接部(16)或各對接部(16)和在元件(2、3、4、34)之間的對接部(16)或各對接部(16)上的至少一個焊縫(17)設(shè)置在部件(1)的一低應(yīng)力的或非臨界的部分中。
41.用于制造一部件(1)特別是按照權(quán)利要求1至40之一項所述的部件的方法，包括一金屬的第一元件(2)和至少一個成型為一成型輪廓的金屬的第二元件(3)，其中在兩元件(2、3)分別制造至少一個接觸面(7、14)，對此元件(2、3)分別借助于夾緊和定位裝置(57、60)的至少一個夾緊工具(57、57′、57″、63)保持固定并且相互相對定位和利用其對應(yīng)的接觸面(7、14)相互相對壓緊，然后借助于射束焊接、特別是激光束焊接或電子束焊接，在至少一個通過無間隙相互靠緊的元件(2、3)的接觸面(7、14)構(gòu)成對接部(16)通過相互待焊接的元件(2、3)的母體材料的部分地熔化相互連接；其特征在于，第一元件(2)借助于第一夾緊和定位裝置(56)的夾緊工具(57、57′、57″)保持固定并且緊接在第二元件(3)與第一元件(2)相焊接之前，將第二元件(3)在朝至少一個空間方向與其規(guī)定形狀具有一偏差時借助于第二夾緊和定位裝置(60)的可調(diào)整的夾緊工具(63)變形為規(guī)定形狀并保持該規(guī)定形狀，并且在元件(3)向規(guī)定形狀的該變形的過程中或以后，將該變形的元件(3)和第一元件(2)相互對準(zhǔn)，利用其對應(yīng)的接觸面(7、14)以一預(yù)應(yīng)力相互相對壓緊并接著借助于射束焊接在對接部(16)上相互連接。
42.按照權(quán)利要求41所述的方法，第一和/或第二元件(3)借助于一測量裝置(64)測量其形狀偏差并且檢測相應(yīng)于實際形狀的尺寸的實際值和將尺寸的實際值(實際形狀)與尺寸的規(guī)定值(規(guī)定形狀)進行比較，并且在出現(xiàn)實際值和規(guī)定值的一偏差時使第一和/或第二元件(2)變形一固定的尺寸(固定值)。
43.按照權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，第一和/或第二元件(3)借助于測量裝置(64)測量其形狀偏差，并且檢測相應(yīng)于實際形狀的尺寸的實際值和將尺寸的實際值(實際形狀)與尺寸的規(guī)定值(規(guī)定形狀)進行比較，該偏差確定為校正值并將校正值供給一控制裝置(67)，其本身根據(jù)校正值控制一用于第一和/或第二夾緊和定位裝置(56、60)的夾緊工具(57、57′、57″、63)的伺服驅(qū)動裝置(65、74、74′、74″)，以便補償校正實際值和規(guī)定值的偏差。
44.按照權(quán)利要求42或43所述的方法，其特征在于，借助于光電子測量裝置(64)按非接觸式方法檢測第一和/或第二元件(3)的尺寸的實際值。
45.按照權(quán)利要求41至43之一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)校正值調(diào)整夾緊工具(57、57′、57″、63)作用到第一和/或第二元件(2、3)上的力，并在補償校正值并使第一和/或第二元件(2、3)變形為規(guī)定形狀之后，將夾緊工具(57、57′、57″、63)作用到第一和/或第二元件(2、3)上的力保持不變。
46.按照權(quán)利要求41至45之一項所述的方法，其特征在于，在元件(2、3)的對準(zhǔn)和相互壓緊以后，通過焊點預(yù)固定第二元件(3)，并緊接著通過一連續(xù)的焊縫(17)在對接部(16)上與第一元件(2)焊接。
47.按照權(quán)利要求41至45之一項所述的方法，其特征在于，在第一和/或第二元件(2)從其實際形狀向規(guī)定形狀的變形過程中使其塑性變形。
48.按照權(quán)利要求41至45之一項所述的方法，其特征在于，在第一和/或第二元件(2)從其實際形狀向規(guī)定形狀的變形過程中使其彈性變形。
49.焊接設(shè)備，特別用于實施按照權(quán)利要求41至48之一項所述的方法，其包括一焊接裝置(58)、一具有至少一個用以支承、定位和夾緊一第一元件(2)的夾緊工具(57、57′、57″)的第一夾緊和定位裝置(56)和一具有至少一個用以支承、定位和夾緊一第二元件(2)的夾緊工具(63)的第二夾緊和定位裝置(60)、一用于按需要支承一個元件(2、3)的支架(59)以及一控制裝置(67)；其特征在于，夾緊和定位裝置(56、60)的至少一個夾緊工具(57、57′、57″、63)構(gòu)成用于按需要使由其支承的元件(2、3)在一形狀偏差時向其規(guī)定形狀的變形并且作用連接于至少一個伺服驅(qū)動裝置(65、74、74′、74″)，其本身連接于控制該伺服驅(qū)動裝置的控制裝置(67)。
50.按照權(quán)利要求49所述的焊接設(shè)備，其特征在于，其具有一用以檢測第一和/或第二元件(2、3)的尺寸的實際值的測量裝置(64)，該測量裝置本身連接于控制裝置(67)。
51.按照權(quán)利要求50所述的焊接設(shè)備，其特征在于，測量裝置(64)由一光電子的或電子機械作用的測量系統(tǒng)構(gòu)成。
52.按照權(quán)利要求49所述的焊接設(shè)備，其特征在于，夾緊工具(57、57′、57″、63)設(shè)有一用以檢測施加到第一和/或第二元件(2、3)上用于其變形的力的裝置。
53.按照權(quán)利要求49所述的焊接設(shè)備，其特征在于，每一夾緊和定位裝置(56、60)支承在一調(diào)整裝置上，該調(diào)整裝置包括一伺服驅(qū)動裝置，所述伺服驅(qū)動裝置連接于控制裝置(67)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種部件(1)及其制造的方法，包括一第一和第二元件(2、3)，其中第一元件(2、3)是冷成型的，并且元件(2、3)設(shè)有平行的表面部分(20、21)和與其成角度延伸的接觸面用于相互無間隙的接觸并經(jīng)由一通過射束焊接制成的焊縫(17)在對接部(16)上相互連接。表面部分(20、21)相互相對位錯一偏移量(19)設(shè)置。所述元件(2、3)之一具有一接觸突出部(6)，其構(gòu)成第一元件(2)的接觸面。元件(2、3)相互定位成使第二元件(3)與第一元件(2)在第一元件(2)的那個部分中形成對接部(16)，在該部分中母體材料的一偏移厚度小于在一在第一元件(2)上通過冷成型制成的變形區(qū)域(18)內(nèi)的結(jié)構(gòu)的偏移厚度。
文檔編號B23K26/24GK101048257SQ200580031635
公開日2007年10月3日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者M·比藤多爾費爾, R·海姆爾 申請人:歐羅技術(shù)股份公司