用于将球体焊接到第一构件上的方法以及用于连接两个构件的方法

摘要

用于将球体焊接到第一构件上的方法，所述方法具有如下步骤：准备第一构件；在第一构件中或在第一构件上制造物理标记；将球体放置在制造有所述物理标记的位置上；借助远离第一构件和球体布置的激光焊接装置无接触地将球体与第一构件焊接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的特征的用于将球体焊接到第一构件上的方法以及一种根据权利要求13的特征的用于连接两个构件的方法。

背景技术

从本申请人的EP 2 475 475 B1中已知一种构件连接系统，在该构件连接系统中，在第一板构件上焊接有球体。第一板构件经由该球体形锁合地与第二构件连接，方式为设置钥匙孔状的通孔，所述球体伸入到该通孔中。

发明内容

本发明的任务是：给出一种如下的方法，借助该方法能以较高的位置精度将球体焊接到第一构件上；以及给出一种如下的方法，在该方法中，在应用所述焊接方法的情况下将两个构件相互连接。

该任务通过权利要求1和13的特征来解决。本发明的有利的设计方案和进一步扩展方案可由从属权利要求得出。

本发明的出发点是一种用于将球体焊接到第一构件上的方法。所述球体和/或所述第一构件例如可以由金属(例如钢、铝、钕等)制成。对此备选地，所述球体和/或所述第一构件也可以由塑料材料、尤其是由通过纤维(例如碳纤维、玻璃纤维等)增强的塑料材料制成。

在实现高的位置精度的角度来看，本发明的中心特征是，在第一构件中或在第一构件上制造“物理标记”，该“物理标记”适合并指定用于定位要焊接的球体，也就是说，用于使要焊接的球体在预定的位置上、即在所述物理标记的位置上“定心”。

在制造物理标记之后，将球体放置在设有物理标记的位置上。球体基于该物理标记非常精确地“自动”定位。

优选地，利用磁力使球体定位，即，使球体和第一构件通过磁力在物理标记的位置上“吸引在一起”。这具有这样的优点，即，不需要任何将球体压向第一构件的夹紧装置等。因此，第一构件可以在空间中任意布置并且球体仅需要被“插上”。于是球体通过磁力来保持。优选磁力这样大，使得球体也可以从下面安置到第一构件上，其中，磁力大于球体的重力。

能想到的是，使用有磁性的球体，该球体吸引第一构件。原则上，第一构件也可以是有磁性的并且可以使用无磁性的球体，其中，第一构件将吸引球体。还能想到的是，利用电流流经的线圈工作，该线圈产生使球体在物理标记的位置上与第一构件“吸引在一起”的磁场。

接着，无接触地将球体与第一构件焊接。“无接触”意味着无需将焊钳等直接放到球体和/或第一构件上。更确切地说，球体借助远离第一构件并且远离球体布置的激光焊接装置来焊接。

本发明可能第一眼看起来相对简单。但是，当涉及例如在大批量生产(例如车辆车身制造)中总是精确地、即以非常高的精度将球体相对于第一构件放置在第一构件的预定的位置上时，在第一构件中或在第一构件上制造物理标记具有十分重要的意义。这例如在车辆车身制造中具有重大意义，因为在那里必须以批量生产的方式将作为连接元件起作用的球体以高的位置精度焊接到构件上。

第一构件利用成型模具来成型或在成型模具中成型，所述物理标记例如可以借助所述成型模具、尤其借助深冲模具来制造。在车辆车身制造中，由板坯通过深冲来制造车身部件。当物理标记在深冲过程期间被制造时，即，在深冲模具中或利用深冲模具或利用集成到深冲模具中的“标记模具”(例如冲压件、凸模等)来制造时，该标记能够以非常高的精度制造。

所述物理标记例如可以是槽状凹部。当球体被放到这种类型的槽状凹部上时，该球体自动占据稳定的位置，即，该球体自动地自定心，这类似于在鸡蛋放置在蛋杯中或放置到蛋杯上时的情况。

备选于槽状凹部，也可以涉及以十字线等形式的凹部。重要的是这样设计该凹部，使得球体“自动”定心。

备选于简单的槽状凹部，也可以按火山口状的凸起的型式制造所述物理标记，该凸起具有居中的槽状凹部。这种类型的物理标记可与一些蛋杯的形状相比拟。

备选或补充于槽状凹部，如其在上面已说明的那样，所述物理标记能够以贯穿第一构件的孔的型式制造，该孔的直径至少略小于球体的直径。比球体直径小的孔就已经足以使球体精确地定位或者说定心。

尤其可以按火山口状的凸起的型式制造所述物理标记，该凸起具有居中的通孔。当然，该通孔在这种情况下也具有比球体小的直径。

根据本发明的一种进一步扩展方案，用于将球体与第一构件焊接的激光束借助激光焊接装置来产生，其中，该激光束被从“一侧”引导到位于球体与第一构件之间的“侧凹区域”中。“侧凹区域”理解为在球体的赤道平面与球体在第一构件上的支承点或支承区域之间的区域。

尤其可以规定，利用激光束产生围绕球体周围延伸的环形接缝。

对此备选地或补充地可以规定，借助激光焊接装置产生从背离球体的一侧指向第一构件的激光束。因此，为焊接所需的热能在这种情况下从第一构件的“背侧”穿过第一构件引入到球体在第一构件上的支承区域中，从而第一构件和/或球体在该区域中局部熔化并且相互焊接。

对此备选地或补充地可以规定，借助激光焊接装置产生指向球体的远离第一构件的一侧的激光束。在第一阶段期间借助该激光束使球体材料蒸发。以这种方式，从球体的远离第一构件的一侧将朝向第一构件延伸的孔“烧入”到球体中。然后，在第二阶段中借助穿入该孔的激光束将球体从孔的底部穿过剩余的球体材料与第一构件焊接。

在按照本发明的用于连接两个构件的方法中，首先根据上述方法将球体焊接到第一构件上，并且接着将具有通孔的第二构件这样布置在第一构件上，使得球体伸入到该通孔中或者伸入并穿过该通孔。

根据本发明的一种进一步扩展方案，第二构件以其通孔夹紧在球体上。因此，在通孔与球体之间产生夹紧连接。

对此备选地或补充地可以规定，第二构件借助夹在球体上的夹持元件与第一构件连接。在这种情况下，在通孔与球体之间不必一定产生夹紧连接。当夹持元件搭接并突出于通孔时，可以通过将夹持元件夹到球体上而在第一构件与第二构件之间建立形锁合的连接。

附图说明

下面结合附图更详细地阐述本发明。其中：

图1-3示出不同的用于将球体焊接到第一构件上的方法。

具体实施方式

图1示出第一构件1，该第一构件例如可以是钢板或铝板。从第一构件1的上侧1a，在预给定的位置上产生例如以十字形或截球面形的压印部形式的“物理标记”(在图1中不能看出)。备选于这种类型的压印部，也可以产生火山口状的凸起，该凸起具有居中的槽状凹部和/或具有居中的通孔。

在制造物理标记之后，将球体2放置到第一构件1的上侧1a上，其中，球体2精确地放置在物理标记的位置上并且通过该物理标记精确地相对于第一构件1对准(自定心)。

当利用使球体2和第一构件1吸引在一起的磁力工作时，第一构件可以在空间中任意布置，即，球体2例如可以从下面放到第一构件上，而无需任何将球体2压靠到第一构件上的夹紧装置等。

在图1示出的实施例中，借助在此未详细示出的远离球体2布置的激光焊接装置产生激光束3，该激光束从球体2的远离第一构件1的一侧指向球体2并且使球体材料蒸发，从而在球体2中产生朝向第一构件1延伸的孔2a。

在产生孔2之后，借助激光束3从孔2a的底部2b起穿过剩余的球体材料进行焊接，即，将球体2和/或第一构件1在支承区域4中局部熔化并且相互焊接。

图2示出一种实施例，在该实施例中，在将球体2放置到第一构件1上之前已经以完全类似的方式产生了物理标记。借助在此未详细示出的激光焊接装置产生激光束3，该激光束从背离球体2的一侧起指向第一构件1。因此，激光束3从第一构件的“背侧”起指向第一构件1。在此，热能穿过第一构件1在支承区域4中输送，这导致球体2与第一构件1的局部熔化。

当物理标记也从第一构件1的背离球体2的背侧起可识别或者能通过光电子装置检测时，物理标记的位置或者说定位也可以用于使激光束3位置准确地定向。

同样地在图3的实施例中，如上所述，在将球体2放置到第一构件1上之前产生物理标记。接着，将激光束3从一侧起引导到位于球体2与第一构件1之间的侧凹区域中、即引导到支承区域4中。通过围绕球体周围“环绕引导”激光束3，可以产生围绕球体2周围延伸的环形接缝。