用於連接至少兩個構件的方法與流程

2023-07-08 23:47:41

本發明涉及一種用於連接至少兩個構件的方法和一種車身結構。

背景技術：

通過將不同的構件彼此接合和連接以用於製造機動車的車身結構。為此要考慮的是，對各構件可能出現的公差以及由於各構件彼此連接產生的公差要進行補償。在連接構件期間同樣還要考慮的是，在兩個構件之間可能出現力，該力反作用於將構件彼此緊貼布置的連接力。

在文獻de4240822c1中描述了在鋼板構件和鋁構件之間的焊接連接。此外從文獻de4240823c1中也已知了鋼板構件與鋁構件的其它的焊接連接方式。

從文獻de19512102a1中已知一種用於通過粘接連接可變形的板件的方法。

技術實現要素：

在這個背景下提出具有獨立權利要求的特徵的方法和車身布置結構。本方法和車身布置結構的設計方案由從屬權利要求和說明書中得出。

根據本發明的方法規定：用於將設計為接合件的構件與至少一個設計為車身構件的構件連接。在此該至少一個車身構件至少部分地包圍如下區域，接合件布置在該區域中。接合件具有主體部，在該主體部上布置至少一個成型元件，例如變形元件或翻轉元件。所述至少一個車身構件具有至少一個壁，該壁至少局部地包圍所述區域，其中該至少一個壁具有至少一個缺口或開口。將該接合件推入到所述區域中，其中所述至少一個成型元件接觸該至少一個壁，並且相對於接合件的主體部向內運動，就是說彈動、被壓動和/或彎曲。至少一個成型元件還在到達該至少一個缺口時運動到該至少一個缺口中並且向外運動，就是說彈動、被壓動和/或彎曲，並被布置在該至少一個缺口中，例如被卡緊和/或夾緊，其中接合件定位在該區域中。

通常該區域被至少一個車身構件包圍。這個構件布置結構包括至少一個設計為車身構件的構件，其中多個這種類型的車身構件形成該構件布置結構和/或可以被稱為這種構件結構。該至少一個車身構件還包括至少一個壁。如果所述區域由多個壁包圍，則這些壁可以是一個車身構件或多個車身構件的部分。也可以的是，多個壁設計為僅一個構件的部分。

在設計方案中在構件中的至少之一上布置粘接劑。一旦接合件布置在所述區域中，則這些構件在布置有粘接劑的至少一個接觸部位上相互接觸並在那裡彼此粘接。因此也可以使相應兩個構件在至少一個共同的接觸部位上彼此粘接。

因此在接合件的主體部的至少一個部位上布置、例如施加粘接劑。粘接劑另選或附加地塗覆在至少一個車身構件的至少一個壁上。一旦接合件定位在所述區域中，則至少一個接觸部位就接觸接合件和/或至少一個車身構件的至少一個壁，其中主體部和所述至少一個壁在所述至少一個粘接部位上粘接在一起。

通常還使用單組分或多組分的粘接劑。該粘接劑可以被設計為至少一個膠帶、被設計為例如壓縮的和/或粉狀的粘接劑預覆層和/或熔融粘接劑。

在設計方案中，所述至少一個車身構件布置在、通常固定在第一操作裝置中，接合件被利用第二操作裝置推入或壓入所述被至少一個壁至少局部地包圍的區域中。

在該方法中，利用第二操作裝置使接合件沿第一方向、例如沿接合方向相對於所述區域運動。此外使所述至少一個成型元件沿第二方向運動，其中該第二方向相對於該第一方向轉向成一角度，該角度大於0°且小於180°，例如為90°。

在一設計方案中，在車身布置結構中設置：與主體部連接的所述至少一個成型元件是至少部分和/或局部可彈性變形的，並在接合件向所述區域中運動時變形。

所述成型元件具有至少一個可彈性變形的和/或可塑性變形的區段。此外該成型件可以具有至少一個剛性的區段。

另選或附加地，當構件相對於彼此運動時，至少一個連接元件、例如薄膜鉸鏈彈性變形，通過該連接元件使作為變形元件和/或翻轉元件的至少一個成型元件與主體部連接。薄膜鉸鏈在這種情況下是主體部和/或成型元件的被弱化/薄弱化的區段，其能夠彈性變形或塑性變形，並例如將主體部與成型元件連接。

在利用第二操作裝置將接合件推入到至少一個車身構件的所述區域中之前，所述至少一個成型元件根據限定的方式向外翻轉、彎曲和/或彈動，該至少一個成型元件通過至少一個可選的連接元件連接在主體部上。在將接合件插入到所述區域中時通常規定，至少一個成型元件首先放置在由至少一個壁限定的邊緣上，並在接合件向所述區域中移動和/或運動時與壁接觸，並由於該至少一個成型元件和/或至少一個連接元件的彈性變形而向內運動，就是說被壓動、彈動和/或彎曲。在此，接合件的、在推入到開口中之前比其內尺寸大的外尺寸整體上變小。一旦至少一個成型元件到達該至少一個缺口中，則該成型元件由於其彈簧彈性的設計和/或至少一個連接元件的彈簧彈性作用重又向外運動，就是說壓動，被推動和/或彈動，其中該至少一個成型元件布置在至少一個壁的至少一個缺口中，其中接合件和至少一個車身構件通過至少一個成型元件和至少一個缺口彼此形鎖合地連接，該至少一個成型元件與至少一個缺口相互接合。

此外在設計方案中提出，一旦接合件定位在所述區域中，所述至少一個車身構件和所述接合件，例如主體部和/或至少一個成型元件就通過至少一種連接方式——通常通過粘接，和/或通過至少一種接合方式——例如通過點焊、電阻點焊、螺紋連接和/或鉚接，附加地彼此連接。

通過將設計為接合件的構件與至少一個設計為車身構件的構件連接產生根據本發明的用於機動車的車身布置結構，其中所述至少一個車身構件至少部分地包圍如下區域，在該區域中布置接合件，其中該接合件具有主體部，在該主體部上布置至少一個成型元件。該至少一個車身構件具有至少一個壁，該壁至少部分地包圍所述區域，其中該至少一個壁具有至少一個缺口或開口。接合件可以推入到所述區域中，其中所述至少一個成型元件接觸所述至少一個壁並相對於接合件的主體部向內運動，例如被彈動，其中所述至少一個成型元件在到達所述至少一個缺口中時向該缺口中並且向外運動，例如彈動，以及被卡緊和/或夾緊在其中，以及被布置在該至少一個缺口中，其中所述接合件要定位在所述區域中。

在設計方案中，該車身布置結構通過所提出的方法產生。

當至少一個成型元件向內翻轉和/或彈性變形時，則接合件的主體部的最大的外尺寸小於被所述至少一個壁至少部分地包圍的區域的最小內尺寸。當在主體部上的至少一個成型元件展開時，則接合件的最大的外尺寸大於被至少一個壁至少部分地包圍的區域的最小的內尺寸。

接合件的主體部和至少一個成型元件通過至少一個彈簧彈性的和/或可彈性變形的連接元件、例如薄膜鉸鏈彼此連接。另選或補充地，該至少一個成型元件同樣可以是彈簧彈性的和/或能夠彈性變形。

此外，接合件的主體部和至少一個車身構件的至少部分地包圍所述區域的至少一個壁在至少一個接觸部位上通常粘接在一起並彼此連接。接合件和所述至少一個壁另選或補充地通過例如鉚接或電阻點焊的接合方式彼此連接。

構件中的至少一個通常至少部分地由金屬製成和/或至少部分地由塑料製成。因此構件中的至少一個完全由金屬、完全由塑料或即由金屬又由塑料製成。在此可以的是，所述至少一個成型元件設計為板材成型元件。所述至少一個連接元件通常由與接合件相同的材料製成。

在實施本方法時，將構件彼此連接或彼此接合以及額外粘接，其中作為接合副的構件相對於彼此不依賴於公差地、彼此獨立地少回彈地例如相對彼此定位。對此早在成型工藝期間和/或在成型方法期間，例如在變形方法或成型方法期間，在製造設計為接合件的構件時，所述至少一個成型元件就已經成型，該成型元件在後來的接合過程期間變形並在接合件和所述至少一個車身構件之間產生形鎖合。為此在至少一個車身構件的至少一個壁中引入設計為開口的缺口。

在一設計方案中，例如利用作為第二操作裝置或處理裝置的機械手向被至少一個車身構件的至少一個壁包圍的區域中引入接合件。並將該接合件沿接合方向引入到所述區域中，其中與接合方向相反的力作用在第二操作裝置上。一旦之前成型的成型元件在接合件的主體部上在該成型元件沿著所述至少一個壁滑動之後，滑入到所述至少一個車身構件的至少一個壁中的為此設定的缺口中，整個接合件由於成型元件運動到缺口中而被拉入到為此設定的位置中。通過至少一個成型元件的設計方案，在構件中的至少一個構件上、原則上至少在接合件上不造成通常的回彈作用。

因此在操作裝置上作用沿接合方向的力，其中一旦至少一個成型元件位於至少一個缺口中，接合件就自行接合到車身構件的區域中，從而可以移除第二操作裝置。

通過塗覆粘接劑在構件之間提供至少一個粘接連接，通過該粘接連接可以將由不同材料製成的構件彼此粘接並進而可以連接。通過設置至少一個粘接連接還實現了用於機動車的車身的複合輕質結構。原則上當在車身結構中粘接時，將作為構件或組件的各個接合件接合到該至少一個車身構件中並進而接合到存在的車身結構中。在此要考慮的是，接合件和所述至少一個車身構件都帶有尺寸偏差或公差偏差。在所述的方法中儘管有這類尺寸偏差，但是並不需要藉助於操作裝置以過高的力將接合件壓入該至少一個車身構件的所述區域中，這是因為所述至少一個成型元件相對於接合件的主體部運動並在向至少一個缺口中運動時、例如在彈出時，仍支持接合件相對於至少一個車身構件的運動。隨後，接合件可以利用至少另一接合方式、例如通過電阻點焊固定在至少一個車身構件上。

由此還得到的結果是，可以防止在構件之間的粘接連接形成褶皺這是因為避免了回彈。通過本方法所能夠產生的車身布置結構具有高車輛剛性和碰撞安全性。此外在車身布置結構方面還提供了高的密封性。對於構件中的至少一個構件難以被接觸操作的情況，也可以使用本方法。

通過當這些構件彼此連接時在構件之間的少回彈的公差補償(toleranzüberbrückung)，所產生的粘接連接的質量也隨之提高。工藝安全性也提高。在構件相對於彼此運動時，至少一個成型元件卡緊在至少一個車身構件的至少一個壁的至少一個開口中。因此可以避免粘接劑的脫落，並減小了構件之間的粘接劑形成褶皺。

在車身製造中，原則上使用粘接作為其它的接合方式。此外粘接還可以與其它的接合方式、例如電阻點焊相結合。同時在電阻點焊方式中形成的焊點直到粘接劑完全凝固和/或硬化時都可以承載在構件之間出現的載荷。通過接合件的至少一個成型元件設置在至少一個車身構件的至少一個缺口中，抵消了在構件之間的可能出現的力，且不會損害粘接劑的硬化和/或凝固。本方法也可以用於由不同的材料製成的構件。總之，接合件僅必須卡入至少一個車身構件中。

本發明的其它優點和設計方案從說明和附圖中得到。

不言而喻的是，上述提到的和下面還要說明的特徵可以不僅以相應說明的組合形式，而且以另外的組合形式或單獨地使用，只要不離開本發明的範圍。

附圖說明

下面根據在附圖中示意性示出的實施形式並參照附圖示意性並詳細說明本發明。

圖1示出兩個構件的示意圖，這兩個構件在根據本發明的方法的實施形式中彼此連接，在此形成根據本發明的車身布置結構的一實施形式。

圖2以曲線圖示出可能的在本方法的實施形式中起作用的力的示意性變化曲線。

對附圖的描述是互有關聯和綜合性的，相同的組件分配相同附圖標記。

具體實施方式

圖1在示意圖中示出第一構件和第二構件，該第一構件在此設計為接合件2，該第二構件在示出的實施形式中設計為車身構件4。在此，接合件2包括主體部6，在該主體部的邊緣上布置以第一角度折彎的第一成型元件8和以第二角度折彎的第二成型元件10，這兩個成型元件通過成形工藝製造。每個成型元件8、10在此都具有彎曲部40、42，彎曲部各自具有90°的角。該車身構件4在此具有第一壁12和第二壁14，這兩個壁在此包圍區域16，接合件2要布置在該區域中。

原則上設置，區域16由至少一個車身構件4，就是說由一個或多個車身構件4包圍和/或限定。在此例如可以的是，第一壁12設計為第一車身構件4的組成部分，而第二壁14設計為第二車身構件4的組成部分。

這兩個壁12、14中的每個都具有缺口18、20。此外還規定，在接合件2的主體部6的兩個部位上施加並進而布置粘接劑22。車身構件4在此布置、例如固定在第一操作裝置30上和/或中。接合件2與第二操作裝置32連接，並通過第二操作裝置相對於車身構件4運動。

圖1還示出x軸，該x軸說明接合件2、就是說彎曲部40、42和/或主體部6相對於區域16的位置。這種類型的x軸也規定為圖2中的曲線圖的橫坐標。曲線圖的縱坐標在此設計為f軸，並說明力f與成型元件8、10，在此是相應的成型元件8、10的彎曲部40、42，相對於車身構件4的位置x的關係，其中這個力f作用在第二操作裝置32上。

為了製造包括接合件2和車身構件4的車身布置結構，沿在圖1中通過箭頭24表示的接合方向向著區域16的方向運輸接合件2。在此設置，當接合件到達位置x1時，接合件2和車身構件4首次接觸。在此處提出的實施形式中，在此情況下，接合件2的成型元件8、10的兩個相應的彎曲部40、42與車身構件4的壁12、14的相應的邊緣接觸。在此兩個成型元件8、10相對於主體部6向內彈入。在進一步的過程中，第二操作裝置32受到逆接合方向作用的力的作用，該力在圖2的曲線圖中被限定為正的。一旦接合件2、在此為彎曲部40、42到達或都到達位置x2時，引起成型元件8、10如此程度地彈入，使得接合件2在沒有進一步變形的情況下被推入到壁12、14之間的區域16中。同時第二操作裝置32受到逆接合方向作用的恆定的力f0。一旦兩個成型元件8、10、通常為兩個彎曲部40、42到達位置x3，則成型元件8、10被彈入到壁12、14中的缺口18、20中。

如圖2的曲線圖所示，作用在第二操作裝置32上的力驟降，成型元件8、10彈入和/或滑入缺口18、20中，由此第二操作裝置32受到沿接合方向作用的力的作用。通過成型元件8、10卡緊在壁12、14的缺口18、20中，接合件2和車身構件4彼此形鎖合地連接，其中成型元件8、10將接合件2壓入車身構件4中。因此可以移除第二操作裝置32，這是因為在接合件2和車身構件4之間不會出現彈回現象。

此外主體部6的布置有粘結劑22的兩個部位位於壁12、14的兩個接觸部位26上，其中這兩個壁12、14在接觸部位26的區域中形成區域16的底部。因為接合件2和車身構件4這時力鎖合地彼此連接，所以粘接劑22可以在主體部6和壁12、14之間在接觸部位26上硬化，這是因為接合件2和車身構件4這時彼此固定。此外，由接合件2和車身構件4提供的車身布置結構還可以在粘接劑22尚在硬化期間就被施加進一步的加工步驟。