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DE3510779A1 - Method of joining two or more metal sheets - Google Patents

Method of joining two or more metal sheets

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DE3510779A1
DE3510779A1 DE19853510779 DE3510779A DE3510779A1 DE 3510779 A1 DE3510779 A1 DE 3510779A1 DE 19853510779 DE19853510779 DE 19853510779 DE 3510779 A DE3510779 A DE 3510779A DE 3510779 A1 DE3510779 A1 DE 3510779A1
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Audi AG
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Abstract

In a method of joining two or more metal sheets (5), (7) arranged one above the other, these metal sheets are first of all pierced together and then the resulting marginal areas (9), (11) running concentrically to one another are welded to one another. A resistance welding method is preferably used in which a first electrode (23) of conical design is placed directly against the margin (13) of the sheet (5) drawn in on the inside, and a second electrode (25), overlapping the margins (13), (15), is put onto the opposite sheet (7). <IMAGE>

Description

Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Blechen Method of joining two or more metal sheets

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Blechen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.The invention relates to a method of joining two or more sheets according to the preambles of claims 1 and 6.

Bleche werden meist durch Widerstandsschweißverfahren, insbesondere durch sogenanntes Punktschweißen, miteinander verbunden. Diese Art der Verbindung läßt sich schnell und kostengünstig herstellen, ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur eine geringe Scherbelastung aufzunehmen vermag.Sheets are mostly made by resistance welding, in particular connected to one another by so-called spot welding. That kind of connection can be produced quickly and inexpensively, but has the disadvantage that it can only absorb a low shear load.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Verbinden von zwei Blechen bekannt, wobei ein Blech durch eine Aussparung im anderen Blech durchgezogen und anschließend nach außen umgebogen wird. Durch diese formschlüssige Verbindung lassen sich hohe Scherkräfte übertragen. Nach längeren Zeit besteht jedoch die Gefahr, daß sich die Verbindung lockert und deshalb nur bedingt einsetzbar ist.Furthermore, a method for connecting two metal sheets is known, one sheet being pulled through a recess in the other sheet and then is bent outwards. This form-fitting connection allows high Transferring shear forces. After a long time, however, there is a risk that the Connection loosens and can therefore only be used to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das zwei oder mehr Bleche mit einfachen Mitteln fest und hoch belastbar miteinander verbunden werden können.The invention is based on the object of specifying a method due to the two or more sheets of metal being firmly and highly resilient with one another with simple means can be connected.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The task is defined by the characterizing features of the claim 1 solved.

Dadurch, daß durch das ansich bekannte Durchstechen der übereinander angeordneten Bleche ein Formschluß erzielt wird, läßt sich die Verbindung sehr hoch auf Scherung belasten. Durch das anschließende Verschweißen der entstandenen, konzentrisch zueinander verlaufenden Randbereiche wird zum einen erreicht, daß die Verbindung nicht locker wird und zum anderen die Voraussetzung geschaffen, daß die Verbindung in einer Richtung senkrecht zur flächigen Erstreckung der Bleche belastbar ist. Dabei wird die Schweißung vorteilhaft auf Biegung beansprucht.The fact that through the per se known piercing of the one above the other arranged sheets a form fit is achieved, the connection can be very high load on shear. By subsequent welding the resulting, concentric edge areas are achieved on the one hand, that the connection is not loosened and, on the other hand, the prerequisite is created, that the connection in a direction perpendicular to the flat extension of the metal sheets is resilient. The weld is advantageously subjected to bending stress.

Vorteilhaft können die Randbereiche durch Widerstandschweißung verbunden werden. Zur Erhöhung der Festigkeit ist es zweckmäßig, wenn dabei die Schweißung umlaufend ausgeführt wird.The edge areas can advantageously be connected by resistance welding will. To increase the strength, it is useful when doing the weld is carried out all the way around.

Besonders vorteilhaft ist, wenn zur Durchführung der Schweißung eine konisch ausgebildete erste Elektrode in Anlage an den Umformradius des innen eingezogenen Bleches gebracht und eine zweite Elektrode die Ränder übergreifend auf das gegenüberliegende Blech aufgesetzt wird. Dadurch wird eine Schweißlinse im Biegebereich beider Bleche erzeugt, welche - wenn sie umlaufend ausgeführt ist - eine höhere Festigkeit als herkömmliche Punktschweißverbindungen gewährleistet Zudem werden - wie bereits eingangs ausgeführt - die für die Schweißung ungünstigen Scherbelastungen durch den Formschluß von der Schweißstelle abgehalten.It is particularly advantageous if a conical first electrode in contact with the deformation radius of the inside Brought sheet metal and a second electrode spanning the edges on the opposite one Sheet is placed. This creates a nugget in the bending area of both sheets generated, which - if it is executed circumferentially - a higher strength than conventional spot welded connections are guaranteed executed - the shear loads that are unfavorable for the weld due to the form fit kept away from the weld.

Das Schweißverfahren kann gemäß einer besonders vorteilhaften Gestaltung des Verfahrens dadurch erfolgen, daß eine konisch ausgebildete erste Elektrode unmittelbar am Rand des innen eingezogenen Bleches angelegt wird und eine zweite Elektrode die Ränder übergreifend auf das gegenüberliegende Blech aufgesetzt wird. Dadurch wird die Schweißung unmittelbar am äußersten Ende der Ränder durchgeführt, was den großen Vorteil bietet, daß die Schweißung durch Augenscheinnahme kontrollierbar ist Bei den bekannten Widerstandsschweißverfahren ist es nämlich ohne weiteres nicht erkennbar, ob eine zur Erzielung der gewünschten Festigkeit erforderliche Durchschweißung vorliegt.The welding process can according to a particularly advantageous embodiment of the method take place in that a conical first electrode directly is placed on the edge of the drawn-in sheet metal and a second electrode the Is placed across the edges on the opposite sheet metal. This will the weld is carried out immediately at the very end of the edges, resulting in the large The advantage is that the weld can be checked by visual inspection The known resistance welding processes do not clearly show that whether there is a penetration weld required to achieve the desired strength.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit großem Vorteil dort eingesetzt werden, wo beim Verbinden von Blechen eine verbesserte Festigkeit ge fordert ist und es nicht darauf ankommt, daß eine dichte Verbindung erzeugt wird.The method according to the invention can be used there with great advantage where improved strength is required when joining sheets and it does not matter that a tight connection is created.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur unter Einsatz der oben näher ausgeführten Widerstandsschweißung durchführbar ist, sondern daß abhängig von den Umständen auch andere Schweißverfahren einsetzbar sind. So ist etwa ein Auftragschweißen unmittelbar auf die Enden der Ränder oder ein Verschmelzen dieser Ränder durch Flamme denkbar. In beiden Fällen wird neben den schon ausgeführten Festigkeitsverbesserungen auch eine optische Kontrolle der Schweißung möglich.It goes without saying that the method according to the invention is not only under Use of the resistance welding detailed above can be carried out, but that, depending on the circumstances, other welding processes can also be used. So is for example a build-up welding directly on the ends of the edges or a fusion these edges conceivable by flame. In both cases, in addition to those already mentioned Strength improvements, visual inspection of the weld is also possible.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß bei übereinander angeordneten Blechen, welche gemeinsam durch einen Stempel eingedrückt werden, die Bleche im eingedrückten Bereich durch Widerstandsschw¢ìßan7 miteinander verbunden werden.The object on which the invention is based can also be achieved in this way be that with stacked sheets, which are shared by a Stamps are pressed in, the sheets in the pressed area by resistance threshold 7 be connected to each other.

Dadurch wird mit einfachen Mitteln eine dichte, auf Scherung hoch belastbare Verbindung geschaffen.This creates a dense, high shear with simple means Resilient connection created.

Der Anspruch 7 ist auf eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 gerichtet, Mehrere Verfahren werden anschließend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch zwei übereinander angeordnete Bleche, welche zur Vorbereitung des Verfahrens zunächst gemeinsam durchstochen sind, Fig. 2 angedeutet ein Verfahren, durch welches die Ränder der Bleche durch Auftragschweißung bzw. durch Flamme verbunden werden, Fig. 3 ein Wiederstandsschweißverfahren, bei dem eine Schweißlinse im umgeformten Bereich erzeugt wird, Fig. 4 ein alternatives Widerstandsschweißverfahren, bei dem eine von außen sichtbare Schweißung erzeugt wird und Fig. 5 und 6 zwei weitere Verfahren, bei denen die Bleche nicht durchstochen, sondern nur mittels eines Stempels eingedrückt werden.Claim 7 is based on a particularly advantageous embodiment of the Method according to claim 6 directed, several methods are then based on the drawing explained in more detail. In the drawing, FIG. 1 shows a section through two sheets arranged one above the other, which are initially used in preparation for the process are pierced together, Fig. 2 indicated a method by which the The edges of the sheets are connected by overlay welding or by flame, Fig. 3 a resistance welding process in which a weld nugget in the formed area is generated, Fig. 4 shows an alternative resistance welding process in which a weld that is visible from the outside and Figs. 5 and 6 are two further processes in which the sheet metal is not pierced, but only by means of of a stamp.

Fig. 1 zeigt im Schnitt zwei Bleche 5 und 7 welche übereinander angeordnet sind und durch ein geeignetes Werkzeug durchstochen wurden, wodurch am Blech 5 ein innerer angestellter Randbereich 9 und am Blech 7 ein äußerer angestellter Randbereich 11 entstanden sind.Fig. 1 shows in section two sheets 5 and 7 which are arranged one above the other are and have been pierced by a suitable tool, causing a inner inclined edge area 9 and on sheet metal 7 an outer inclined edge area 11 were created.

Die gemäß Fig. 1 vorbereiteten Bleche werden nunmehr an ihren Rändern 13 bzw. 15 miteinander durch Schweißung verbunden. Auf der linken Seite der Fig. 2 ist dargestellt, wie dies durch Auftragschweißung erfolgen kann. Die rechte Seite zeigt wie ein Verschweißen der Ränder 13 und 15 ohne Zusatzmaterial durch Verschmelzen mittels Flamme möglich ist.The sheets prepared according to FIG. 1 are now at their edges 13 and 15 connected to one another by welding. On the left side of Fig. 2 shows how this can be done by surfacing. The right side shows how the edges 13 and 15 are welded together without additional material by fusing them is possible by means of a flame.

In Fig. 3 ist ein Widerstandsschweißverfahren dargestellt, wobei von unten eine konisch ausgebildete erste Elektrode 17 in Anlage an den Umformradius 19 des innen eingezogenen Bleches 5 gebracht wird und eine zweite Elektrode 21, welche einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, die Ränder 13 und 15 übergreifend auf das Blech 7 aufgesetzt wird. Durch die Elektroden 17 und 21 wird zwischen den Blechen 5 und 7 in deren umgeformten Bereich eine umlaufende Schweißlinse 22 erzeugt.In Fig. 3, a resistance welding process is shown, from below a conical first electrode 17 in contact with the deformation radius 19 of the internally retracted sheet 5 is brought and a second electrode 21, which has a circular cross-section, the edges 13 and 15 overlapping is placed on the sheet 7. By the electrodes 17 and 21 is between the Metal sheets 5 and 7 produce a circumferential weld nugget 22 in their deformed area.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Widerstandsschweißverfahren mit einer konisch ausgeführten ersten Elektrode 23 und wiederum mit einer kreisförmig ausgebildeten zweiten Elektrode 25. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 3 dargestellten Verfahren nur in Bezug auf die Stelle, an der die zweite Elektrode 25 angesetzt wird. Wie aus der Zeichnung unmittelbar ersichtlich, wird die zweite Elektrode 25 nicht am Umformradius des Bleches 5, sondern unmittelbar am Rand 13 dieses Bleches angesetzt. Dadurch entsteht bei Stromfluß eine umlaufende Schweißlinse 27, welche von außen kontrollierbar ist.Fig. 4 shows a further resistance welding process with a conical first electrode 23 and again with a circular one second electrode 25. This method differs from that shown in FIG Procedure only in relation to the point at which the second electrode 25 is attached will. As can be seen directly from the drawing, the second electrode 25 not at the deformation radius of the sheet 5, but directly at the edge 13 of this sheet scheduled. This creates a circumferential weld nugget 27 when current flows, which can be controlled from the outside.

In den Figuren 5 und 6 sind Verfahren dargestellt, Dei denen die mit 29 und 31 bezeichneten Bleche nicht durchstochen, sondern durch einen Stempel (nicht dargestellt) nur eingedrückt werden.In Figures 5 and 6 methods are shown, Dei those with 29 and 31 are not pierced, but by a stamp (not shown) can only be pressed in.

Gemäß Fig. 5 wird an den Umfangsraißus 33 des inneren Bleches 29 eine konisch ausgebildete erste Elektrode 35 und an das äußere Blech 31 eine die Eindrückung übergreifende zweite Elektrode 37 angelegt, so daß zwischen den Blechen 29 und 31 im Bereich des Umformradius 33 eine Schweißlinse 39 entsteht.According to FIG. 5, on the circumferential rupture 33 of the inner sheet 29 is a conical first electrode 35 and an indentation on the outer plate 31 overlapping second electrode 37 is applied so that between the sheets 29 and 31 A weld nugget 39 is created in the area of the deformation radius 33.

Bei dem letzten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird durch einfach geformte Elektroden 41 und 43 nicht im Bereich des Umformradius der Bleche 29 und 31 verschweißt, sondern nur ein Schweißpunkt 45 im Grund 47 der Eindrückung gesetzt.In the last exemplary embodiment according to FIG. 6, by simply shaped electrodes 41 and 43 not in the area of the deformation radius of the sheets 29 and 31 is welded, but only one welding point 45 is set in the base 47 of the indentation.

Claims (1)

Patentansprüche 1. Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Blechen, wobei übereinander angeordnete Bleche zunächst gemeinsam durchstochen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beim Durchstechen entstandenen, konzentrisch zueinander verlaufenden Randbereiche (9, 11) miteinander verschweißt werden 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Randbereiche (9, 11) durch Widerstandschweißung verbunden werden. Claims 1. A method for joining two or more metal sheets, wherein sheets arranged one above the other are first pierced together, d a d u r c h g e k e n n n n z e i n e t that the resulting from the piercing, Edge regions (9, 11) extending concentrically to one another are welded to one another 2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the edge regions (9, 11) are connected by resistance welding. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schweißung umlaufend ausgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the weld is carried out circumferentially. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine konisch ausgebildete erste Elektrode (17) in Anlage an den Umformradius (19) des innen eingezogenen Bleches (5) gebracht und eine zweite Elektrode (21) die Ränder (13, 15) übergreifend auf das gegenüberliegende Blech (7) aufgesetzt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that a conical first electrode (17) in contact with the deformation radius (19) of the internally drawn-in sheet (5) and a second electrode (21) placed over the edges (13, 15) on the opposite sheet metal (7) will. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine konisch ausgebildete erste Elektrode (25) unmittelbar am Rand (13) des innen eingezogenen Bleches (5) angelegt wird und eine zweite Elektrode (25) die Ränder (13, 15) übergreifend auf das gegenüberliegende Blech (7) aufgesetzt wird.5. The method according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a conical first electrode (25) directly on the Edge (13) of the internally drawn-in sheet (5) is applied and a second electrode (25) placed over the edges (13, 15) on the opposite sheet metal (7) will. 6. Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Blechen, wobei übereinander angeordnete Bleche gemeinsam durch einen Stempel eingedrückt werden, d a d u r c h g e k e n r z e i c h n e t daß die Bleche (17) im eingedrückten Bereich durch Widerstands~ schweiisung miteinander verbunden werden.6. Method of joining two or more metal sheets, one on top of the other arranged sheets are pressed together by a punch, d a d u r c h e k e n r z e i c h n e t that the sheets (17) through in the indented area Resistance welding. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bleche (17) durch einen Schweißpunkt am Grund (47) der Eindrückung miteinander verbunden werden.7. The method according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the metal sheets (17) through a weld point at the base (47) of the indentation be connected to each other.
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