本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的特征的用于將球體焊接到第一構(gòu)件上的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求13的特征的用于連接兩個構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)：

從本申請人的EP 2 475 475 B1中已知一種構(gòu)件連接系統(tǒng)，在該構(gòu)件連接系統(tǒng)中，在第一板構(gòu)件上焊接有球體。第一板構(gòu)件經(jīng)由該球體形鎖合地與第二構(gòu)件連接，方式為設(shè)置鑰匙孔狀的通孔，所述球體伸入到該通孔中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是：給出一種如下的方法，借助該方法能以較高的位置精度將球體焊接到第一構(gòu)件上；以及給出一種如下的方法，在該方法中，在應(yīng)用所述焊接方法的情況下將兩個構(gòu)件相互連接。

該任務(wù)通過權(quán)利要求1和13的特征來解決。本發(fā)明的有利的設(shè)計方案和進一步擴展方案可由從屬權(quán)利要求得出。

本發(fā)明的出發(fā)點是一種用于將球體焊接到第一構(gòu)件上的方法。所述球體和/或所述第一構(gòu)件例如可以由金屬(例如鋼、鋁、釹等)制成。對此備選地，所述球體和/或所述第一構(gòu)件也可以由塑料材料、尤其是由通過纖維(例如碳纖維、玻璃纖維等)增強的塑料材料制成。

在實現(xiàn)高的位置精度的角度來看，本發(fā)明的中心特征是，在第一構(gòu)件中或在第一構(gòu)件上制造“物理標記”，該“物理標記”適合并指定用于定位要焊接的球體，也就是說，用于使要焊接的球體在預(yù)定的位置上、即在所述物理標記的位置上“定心”。

在制造物理標記之后，將球體放置在設(shè)有物理標記的位置上。球體基于該物理標記非常精確地“自動”定位。

優(yōu)選地，利用磁力使球體定位，即，使球體和第一構(gòu)件通過磁力在物理標記的位置上“吸引在一起”。這具有這樣的優(yōu)點，即，不需要任何將球體壓向第一構(gòu)件的夾緊裝置等。因此，第一構(gòu)件可以在空間中任意布置并且球體僅需要被“插上”。于是球體通過磁力來保持。優(yōu)選磁力這樣大，使得球體也可以從下面安置到第一構(gòu)件上，其中，磁力大于球體的重力。

能想到的是，使用有磁性的球體，該球體吸引第一構(gòu)件。原則上，第一構(gòu)件也可以是有磁性的并且可以使用無磁性的球體，其中，第一構(gòu)件將吸引球體。還能想到的是，利用電流流經(jīng)的線圈工作，該線圈產(chǎn)生使球體在物理標記的位置上與第一構(gòu)件“吸引在一起”的磁場。

接著，無接觸地將球體與第一構(gòu)件焊接?！盁o接觸”意味著無需將焊鉗等直接放到球體和/或第一構(gòu)件上。更確切地說，球體借助遠離第一構(gòu)件并且遠離球體布置的激光焊接裝置來焊接。

本發(fā)明可能第一眼看起來相對簡單。但是，當涉及例如在大批量生產(chǎn)(例如車輛車身制造)中總是精確地、即以非常高的精度將球體相對于第一構(gòu)件放置在第一構(gòu)件的預(yù)定的位置上時，在第一構(gòu)件中或在第一構(gòu)件上制造物理標記具有十分重要的意義。這例如在車輛車身制造中具有重大意義，因為在那里必須以批量生產(chǎn)的方式將作為連接元件起作用的球體以高的位置精度焊接到構(gòu)件上。

第一構(gòu)件利用成型模具來成型或在成型模具中成型，所述物理標記例如可以借助所述成型模具、尤其借助深沖模具來制造。在車輛車身制造中，由板坯通過深沖來制造車身部件。當物理標記在深沖過程期間被制造時，即，在深沖模具中或利用深沖模具或利用集成到深沖模具中的“標記模具”(例如沖壓件、凸模等)來制造時，該標記能夠以非常高的精度制造。

所述物理標記例如可以是槽狀凹部。當球體被放到這種類型的槽狀凹部上時，該球體自動占據(jù)穩(wěn)定的位置，即，該球體自動地自定心，這類似于在雞蛋放置在蛋杯中或放置到蛋杯上時的情況。

備選于槽狀凹部，也可以涉及以十字線等形式的凹部。重要的是這樣設(shè)計該凹部，使得球體“自動”定心。

備選于簡單的槽狀凹部，也可以按火山口狀的凸起的型式制造所述物理標記，該凸起具有居中的槽狀凹部。這種類型的物理標記可與一些蛋杯的形狀相比擬。

備選或補充于槽狀凹部，如其在上面已說明的那樣，所述物理標記能夠以貫穿第一構(gòu)件的孔的型式制造，該孔的直徑至少略小于球體的直徑。比球體直徑小的孔就已經(jīng)足以使球體精確地定位或者說定心。

尤其可以按火山口狀的凸起的型式制造所述物理標記，該凸起具有居中的通孔。當然，該通孔在這種情況下也具有比球體小的直徑。

根據(jù)本發(fā)明的一種進一步擴展方案，用于將球體與第一構(gòu)件焊接的激光束借助激光焊接裝置來產(chǎn)生，其中，該激光束被從“一側(cè)”引導到位于球體與第一構(gòu)件之間的“側(cè)凹區(qū)域”中?！皞?cè)凹區(qū)域”理解為在球體的赤道平面與球體在第一構(gòu)件上的支承點或支承區(qū)域之間的區(qū)域。

尤其可以規(guī)定，利用激光束產(chǎn)生圍繞球體周圍延伸的環(huán)形接縫。

對此備選地或補充地可以規(guī)定，借助激光焊接裝置產(chǎn)生從背離球體的一側(cè)指向第一構(gòu)件的激光束。因此，為焊接所需的熱能在這種情況下從第一構(gòu)件的“背側(cè)”穿過第一構(gòu)件引入到球體在第一構(gòu)件上的支承區(qū)域中，從而第一構(gòu)件和/或球體在該區(qū)域中局部熔化并且相互焊接。

對此備選地或補充地可以規(guī)定，借助激光焊接裝置產(chǎn)生指向球體的遠離第一構(gòu)件的一側(cè)的激光束。在第一階段期間借助該激光束使球體材料蒸發(fā)。以這種方式，從球體的遠離第一構(gòu)件的一側(cè)將朝向第一構(gòu)件延伸的孔“燒入”到球體中。然后，在第二階段中借助穿入該孔的激光束將球體從孔的底部穿過剩余的球體材料與第一構(gòu)件焊接。

在按照本發(fā)明的用于連接兩個構(gòu)件的方法中，首先根據(jù)上述方法將球體焊接到第一構(gòu)件上，并且接著將具有通孔的第二構(gòu)件這樣布置在第一構(gòu)件上，使得球體伸入到該通孔中或者伸入并穿過該通孔。

根據(jù)本發(fā)明的一種進一步擴展方案，第二構(gòu)件以其通孔夾緊在球體上。因此，在通孔與球體之間產(chǎn)生夾緊連接。

對此備選地或補充地可以規(guī)定，第二構(gòu)件借助夾在球體上的夾持元件與第一構(gòu)件連接。在這種情況下，在通孔與球體之間不必一定產(chǎn)生夾緊連接。當夾持元件搭接并突出于通孔時，可以通過將夾持元件夾到球體上而在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間建立形鎖合的連接。

附圖說明

下面結(jié)合附圖更詳細地闡述本發(fā)明。其中：

圖1-3示出不同的用于將球體焊接到第一構(gòu)件上的方法。

具體實施方式

圖1示出第一構(gòu)件1，該第一構(gòu)件例如可以是鋼板或鋁板。從第一構(gòu)件1的上側(cè)1a，在預(yù)給定的位置上產(chǎn)生例如以十字形或截球面形的壓印部形式的“物理標記”(在圖1中不能看出)。備選于這種類型的壓印部，也可以產(chǎn)生火山口狀的凸起，該凸起具有居中的槽狀凹部和/或具有居中的通孔。

在制造物理標記之后，將球體2放置到第一構(gòu)件1的上側(cè)1a上，其中，球體2精確地放置在物理標記的位置上并且通過該物理標記精確地相對于第一構(gòu)件1對準(自定心)。

當利用使球體2和第一構(gòu)件1吸引在一起的磁力工作時，第一構(gòu)件可以在空間中任意布置，即，球體2例如可以從下面放到第一構(gòu)件上，而無需任何將球體2壓靠到第一構(gòu)件上的夾緊裝置等。

在圖1示出的實施例中，借助在此未詳細示出的遠離球體2布置的激光焊接裝置產(chǎn)生激光束3，該激光束從球體2的遠離第一構(gòu)件1的一側(cè)指向球體2并且使球體材料蒸發(fā)，從而在球體2中產(chǎn)生朝向第一構(gòu)件1延伸的孔2a。

在產(chǎn)生孔2之后，借助激光束3從孔2a的底部2b起穿過剩余的球體材料進行焊接，即，將球體2和/或第一構(gòu)件1在支承區(qū)域4中局部熔化并且相互焊接。

圖2示出一種實施例，在該實施例中，在將球體2放置到第一構(gòu)件1上之前已經(jīng)以完全類似的方式產(chǎn)生了物理標記。借助在此未詳細示出的激光焊接裝置產(chǎn)生激光束3，該激光束從背離球體2的一側(cè)起指向第一構(gòu)件1。因此，激光束3從第一構(gòu)件的“背側(cè)”起指向第一構(gòu)件1。在此，熱能穿過第一構(gòu)件1在支承區(qū)域4中輸送，這導致球體2與第一構(gòu)件1的局部熔化。

當物理標記也從第一構(gòu)件1的背離球體2的背側(cè)起可識別或者能通過光電子裝置檢測時，物理標記的位置或者說定位也可以用于使激光束3位置準確地定向。

同樣地在圖3的實施例中，如上所述，在將球體2放置到第一構(gòu)件1上之前產(chǎn)生物理標記。接著，將激光束3從一側(cè)起引導到位于球體2與第一構(gòu)件1之間的側(cè)凹區(qū)域中、即引導到支承區(qū)域4中。通過圍繞球體周圍“環(huán)繞引導”激光束3，可以產(chǎn)生圍繞球體2周圍延伸的環(huán)形接縫。