专利名称：零件的配置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种零件的配置，包括由至少一个焊缝连接在一起的两个零件。本发明也涉及一种制造这种零件配置的方法。
背景技术：
在许多应用中，都必须将第一片金属板材零件沿边缘连接到另一零件上。这里优选仅沿第一零件边缘的一部分进行延伸的焊缝。就消声器来说，例如在内燃机、特别是在机动车内燃机用的排气系统中，可将隔板或中间板连接到消声器的壳体上，并在该壳体中将两室彼此分开。这种隔板或中间板同时可用来加强壳体。基本上在排气系统部件内或排气系统外部的这种零件配置的任何其它应用也是能想到的。另外，这种零件的配置基本上并不局限于金属零件，因为塑料零件也能通过塑料焊接连接在一起。
在具有上述定义类型的零件配置的组件的运行或使用过程中，可能通过相应的焊缝在两零件之间会有力的传递。这种力例如可通过机械载荷和/或通过热致膨胀作用而产生。已经发现，经由两零件之间焊缝的力的流动会在该焊缝的端部引起力的峰值，这归因于那里的缺口效应占优势。因此，零件配置上的机械载荷在焊缝端部会特别的大，在此处的零件的配置会有过早开裂和损坏的危险。
发明内容
本发明涉及为上述所表述类型的零件配置提供一种能特别地提高该零件配置的寿命，而同时也能保证以低成本制造该零件配置。
这一问题通过独立权利要求的主题得以解决。优选实施方案是从属权利要求的主题。
本发明基于的总体思想是第一金属板材零件在与焊缝一端相邻的部分内具有槽，由于其形状，所述槽可通过第一零件分解焊缝相应端的的力的流动。该槽可有目的地进行成型，以便它在对着第二零件的第一零件的边缘开始，到具有至少180°弯曲度的曲线后结束。可选地，也可以使槽有目的地成型，使得它为C形并与边缘和焊缝相隔开一段距离，所述C形状在远离边缘的方向上打开。相应的设计获得的结果是，焊缝的相应端可相对于力的流动从第一零件分解，以便在焊缝的该端部可大大地减小峰值力的发生。另外，由于槽的特殊形状，这获得的结果是，即使在与第一零件边缘相隔开一段距离的槽的端部，也肯定会减少峰值力的发生，因为该端部也是由于该槽而通过第一零件将力的流动加以分离，即分解。因此本发明的零件配置在第一零件的区域内或多或少是没有临界负荷峰值或应力峰值的，这是因为槽的有目的成型会引起力的流动经过第一零件内的临界位置，即经过焊缝的相应端和与边缘相隔一段距离的槽的端部。
由于消除了零件配置内危险的应力峰值，可显著地延长它们的寿命。当在焊缝两端的区域内设置这种槽时，会更加的实用。增加的稳定性当然也可允许使零件使用较低成本的材料并且使整个零件配置使用较低成本的制造方法。
相应的槽基本上可通过除去材料或不除去材料的适合的切削操作加以制造。然而，在一实施方式中，相应的槽是通过向后冲压或冲压穿第一零件的区域，也就是说，通过相应的冲压操作加以制造，该区域位于邻近焊缝相应端的部分内。这一冲出或冲穿区域的界限然后形成具有所需形状的相应的槽。因为这种冲压操作能无需切割地加以实施，所以所用的工具可获得长的使用寿命，这会减少零件配置的整个制造成本。该冲出或冲穿区域的特征在于，它们在第一零件的厚度方向上相对于沿槽的相邻第一零件的区域具有一偏移量进行设置。
本发明的其它重要特征和优点来自从属权利要求，附图和基于附图的
。
不言而喻的是上述特征和下文还将阐述的那些特征不仅可以以给定的特殊结合方式使用，而且可以以其它结合方式或者单独地使用，都不超出本发明的范围。
本发明的优选示例性实施方案在附图中描述并且在以下的阐述中进行详细地说明，其中相同的附图标记用来指代相同、相似或功能相同的部件。
附图中示意了图1显示了一个零件配置的简略基本俯视图。
图2显示了该零件配置沿着图1中剖面线II的部分的细节放大图。
图3显示了与图1相类似的另一实施方案中的视图。
具体实施例方式
根据图1-3，零件配置1包括至少两个零件，即第一零件2和第二零件3。第一零件2设计为金属片的形状，即在直角坐标系里，第一零件2，在其厚度方向4或厚度4的尺寸，如图2中所示，肯定要小于其宽度方向或长度方向。因此第一零件2相对较薄。第一零件2并非在一平面内延伸，而是基本上也具有任何三维的行程。与此相对照，第二零件3基本上可具有任意的形状。特别地，可将第二零件3也设计为金属片形状，这种情况下，随后它会倾斜于第一零件2进行设置。
基本上零件2、3每个都可用塑料制成。当零件2、3每个都用金属制成时，本发明的零件配置是特别优选的。这种情况下，第一零件2优选由金属片或金属板材零件制成。
在优选的应用中，零件配置1可设置或设计在排气系统的部件中，在此没有详细示出该系统。这个部件例如可以是消声器，特别是后消声器或中消声器或前消声器。同样，该部件可以是微粒过滤器或者催化转化器。同样，消声器、微粒过滤器和/或催化转化器的组合也是可以想到的。其部件具有该零件配置1的排气系统适合用于内燃机，特别是可安装在机动车内的内燃机中。
例如，第一零件2可以在消声器内，例如后消声器内将两空间彼此分开的隔板。该空间之一可以是吸收空间，其充满隔声材料或吸声材料。对于后消声器，使传送排气的管穿过这种吸收空间，由此在吸收空间内，例如通过穿孔将所述管设计成径向上可透过空气噪声。然后将所述隔板，即第一零件2连接到消声器的壳体上，该壳体随后形成零件配置1的第二零件3。
在零件配置1中，第一零件2沿边缘5与第二零件3相接触。第一零件2通过焊缝6连接到第二零件3上，该焊缝沿边缘5的一部分延伸。焊缝6要短于边缘5，并通过焊缝端7限制在它的纵向上。焊缝6例如使用合适的焊接材料通过堆焊加以制造。
对于本发明的零件配置1，第一零件2至少在邻近焊缝的一端7的部分8内具有槽9。在此处所示的优选实施例中，第一零件2在两个部分8内都具有这样一个槽9，每个都设定到焊缝的一个端部7上。每个槽9在其厚度方向4上完全穿过第一零件2。
在例示于图1的示例性实施方案中，对每个槽9进行成型，以便它在第一零件2的边缘5处开始，到与边缘5相隔一段距离之处结束，并且在其标记为10的起始点和其标记为11的结束点之间具有曲线或弯曲的轮廓。这一曲线轮廓12相对于特别是沿第一零件2的厚度方向4上延伸到第一零件2的轴至少弯曲180°。
在示于图3的示例性实施方案中，每个槽9具有在远离边缘5的方向上打开的C形，并且与边缘5以及焊缝6相隔一段距离。因此每个槽9在第一零件2内开始并结束。在图3中，每个槽9的两端都标记为22。相应的C形状是指在厚度方向4上取向的观测方向。
每个槽9的特定形状的作用在于，将第一零件2内的力的流动13(如双箭头所示)以这样一种方式传送进或传送出焊缝6，该方式即基本上在焊缝端7的区域内和在每个槽的9端部11和/或22的区域内不会发生峰值力和峰值应力。为此，可对槽9的形状加以选择，以便通过每个槽9能将焊缝端7以及槽端部11、22的力流动进行分离和/或分解。由于所述的槽9，第一零件2的材料与每个焊缝端7和每个槽端部11、22的区域内的力传递无关，从而可对力的流动进行转移。
在根据图1的实施方案中，通过每个槽9的曲线轮廓12从焊缝6成曲线的远离这一事实，可对焊缝端7处和槽端部11处的峰值力和峰值应力的减小进行改善和优化。在图1所示的实施例中，在右侧所示的槽9的曲线轮廓因而是顺时针的，而左侧所示的呈曲线轮廓的槽9成逆时针的曲线。此处的槽9的曲线轮廓12至少弯曲270°，特别是约为360°。这使得以特别有效的方式来分解每个槽端11的力流动13成为可能。然而，基本上还可想到的一个实施方案是，其中每个槽9的曲线轮廓12朝向焊缝6弯曲。
在根据图1所示的实施方案中，每个槽9都具有直线轮廓14，其以基本上为直线的形状将相应的曲线轮廓12连接到相应槽的起始点10上。为了改善相应焊缝端7的力流动13的分解，可优选将相应的直线轮廓14向焊缝倾斜。
第一零件2的设定到焊缝6的部分内，可将虚的或实际上的带15限定在第一部分2中，其通过相对于第二零件3的焊缝6限界，在其横向地通过虚的或实际上的直线16进行限界。虚线16垂直于边缘5并且每条都在一个焊缝端7开始。优选对槽9进行设计，以便它们至少部分地在上述的带15内延伸。
在图1所示的实施方案中，例如，每个槽9的直线轮廓14和曲线轮廓12之间用圆圈表示的过渡部分17可设置在上述的带15内。在图3所示的实施方案中，对于槽9，也可将靠近焊缝6进行设置的端部23安置在上述的带15内。这样在带15内会产生槽9相对于焊缝6的一定重叠。
在图3所示的实施方案中，每个槽9都具有两个端部23，每个端部都包括一个端22，每个端通过此处设计为直线的中间部分24连接到另一个上。优选对直线部分24进行定向，以使它平行边缘5进行延伸。在端部23内，优选将每个槽9弯曲约180°。基本上每个端部23都可以弯曲大于180°。然而，此处所示的其中将每个端部23弯曲成约为半圆形状的实施方案是优选的。此外这里的端部23的相应弯曲度与在第一零件2的厚度方向4上向第一零件2延伸的轴有关。两端部23的弯曲随每个槽9加以实施，以使两端部23具有彼此相对的内凹弯曲度。特别地，可将每个槽9设计成自身内就具有镜面对称。
优选将配置到两焊缝端7上的槽9设计成彼此成镜面对称。
每个槽9基本上可以任何方式进行制造。特别地，也可将每个槽9切入第一零件2内，由此切削和非切削的方法都可以使用。但是，优选其中通过冲压操作制造槽9的实施方案，以便在该操作中，同时冲压出和/或冲压穿第一零件2的区域18。下文对此进行详细地说明。
根据图2，在配置到邻近焊缝6的每个槽9的部分8内，第一零件2具有一区域18，其特征在于，它是从标记为19的边缘5的一部分通过每个槽9切割成的。将所述边缘部分19通过焊缝固定连接到第二零件3上。该切出的区域18的特征还在于，它至少部分地与标记为20且用虚线表示的区域相对进行设置，所述区域接近切出区域18进行设置并沿厚度方向4有一偏移量。切出区域18相对于沿槽9的相邻区域20有一偏移量地设置，并可通过上述相对于第一零件2的其余部分冲压出和或冲压穿这一区域18来完成。槽9可随着相对上述区域18的冲出和/或冲穿操作同时进行制造。该冲出区域和沿槽9相邻的区域20之间的偏移量21结果也会比图2所示的要小得多。特别是将该偏移量21选择为与第一零件2的厚度4一样大基本上就足够了。
除了槽9的制造简单以外，所选的制造方法也具有以下优点，即由于每个槽9的设计，所以在第一零件2内没有形成明显的开口。这尤其在第一零件2用于分隔填充空间，例如用作填充有吸声材料的吸收室的隔板时是一个重要的优点。该吸声材料不会通过槽9从吸收室逸出。通过合适地选择偏移量21，由槽9的形状视情况形成并经过冲出或冲穿的区域18的开口基本上仍是密封的。
零件配置1优选通过在设置用来形成每个槽9的第一零件2的部分8内，首次冲压出或冲压穿每个区域18来进行制造，特别是通过相应的冲压操作，从而形成每个槽9。随后借助焊缝将第一零件2连接到第二零件3上。
权利要求
1.一种零件配置，具有金属片状形状的第一零件(2)，其沿一边缘(5)与第二零件(3)相接触，并通过沿边缘(5)延伸的至少一个焊缝(6)固定连接到第二零件(3)上，由此第一零件(2)具有槽(9)，该槽在邻近所述焊缝一端(7)的至少一个部分(8)内穿过第一零件(2)，所述槽从所述第一零件的边缘(5)开始，直到其与第一零件(2)的边缘(5)相隔一段距离的尾部(11)，具有弯曲至少180°的轮廓(12)。
2.根据权利要求1所述的零件配置，其特征在于，每个槽(9)的所述曲线轮廓(12)从所述焊缝(6)弯曲远离，和/或每个槽(9)的所述曲线轮廓(12)弯曲至少270°或约360°，和/或每个槽(9)的所述曲线轮廓(12)相对于沿所述第一零件(2)的厚度方向(4)上延伸的轴进行弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的零件配置，其特征在于，所述每个槽(9)，在其位于第一零件(2)的边缘(5)处的起点(10)和所述曲线轮廓(12)之间，具有一基本上为直线的轮廓(14)，和/或所述每个槽(9)的直线轮廓(14)相对所述焊缝(6)倾斜，和/或所述每个槽(9)的直线轮廓(14)和曲线轮廓(12)之间的过渡部分(17)设置在所述第一零件(2)的一带(15)内，该带横向地由从所述焊缝的端部(7)开始并垂直于第一零件(2)的边缘(5)竖立的虚线(16)进行限界。
4.一种零件配置，具有金属片状形状的第一零件(2)，其沿一边缘(5)与第二零件(3)相接触，并通过沿边缘(5)延伸的至少一个焊缝(6)固定连接到第二零件(3)上，由此第一零件(2)具有槽(9)，该槽在邻近所述焊缝端(7)的至少一个部分(8)内穿过第一零件(2)，所述槽与边缘(5)和焊缝(6)相隔一段距离，并具有在远离边缘(5)的方向上打开的C形。
5.根据权利要求4所述的零件配置，其特征在于，所述每个槽(9)具有一平行于边缘(5)在其两端(22)间延伸的直线部分(24)，和/或所述每个槽(9)在其端部(23)弯曲大约或者至少180°，和/或所述端部(23)弯曲成半圆的形状，和/或将所述端部(23)弯曲，以使它们相对彼此内凹，和/或所述端部(23)通过所述直线部分(24)连接在一起，和/或邻近焊缝(6)设置的所述端部(23)处在第一零件(2)的一带(15)内，该带横向地由从所述焊缝的端部(7)开始并垂直于第一零件(2)的边缘(5)竖立的虚线(16)进行限界。
6.根据权利要求1-5任一项所述的零件配置，其特征在于，邻近焊缝(6)的第一零件(2)的部分(8)的区域(18)，从第一零件(2)的边缘(5)的部分(19)通过每个槽(9)切出，第一零件通过焊缝(6)固定连接到第二零件(3)上，该区域至少部分地在沿槽(9)在第一零件(2)的厚度方向(4)上相对第一零件(2)的一区域(20)有一偏移量地进行设置。
7.根据权利要求6所述的零件配置，其特征在于，切出区域(18)的所述偏移量(21)通过相对于第一零件(2)的其余部分冲压出或冲压穿该区域(18)进行实施，和/或所述每个槽(9)通过冲压出或冲压穿每个区域(19)进行制造。
8.根据权利要求1-7任一项所述的零件配置，其特征在于，对所述每个槽(9)进行设计，以便它至少部分地在第一零件(2)的一带(15)内延伸，该带横向地由从所述焊缝的端部(7)开始并垂直于第一零件(2)的边缘(5)竖立的虚线(16)进行限界。
9.根据权利要求1-8任一项所述的零件配置，其特征在于，所述第一零件(2)在邻近焊缝一端(7)的两部分(8)上都具有这样一种槽(9)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的零件配置，其特征在于，所述第一零件(2)和所述第二零件(3)每个都由金属制成。
11.根据权利要求1-10任一项所述的零件配置，其特征在于，所述零件配置(1)可设计在内燃机、特别是机动车内内燃机的排气系统的部件中，和/或所述零件配置(1)可设计在消声器中，和/或所述第一零件(2)是消声器中将两室彼此分开的隔板，和/或所述第二零件(3)是所述消声器的壳体，和/或吸声材料可设置在所述消声器的一个壳体中。
12.一种制造根据权利要求1-11任一项所述的零件配置(1)的方法，其特征在于以下步骤冲压出或冲压穿所述第一零件(2)的至少一个区域(18)，形成所述的每个槽(9)；通过所述相应的焊缝(6)将所述第一零件(2)固定到所述第二零件(3)上。
全文摘要
本发明涉及一种零件配置(1)，具有金属片形状的第一零件(2)，其沿边缘(5)与第二零件(3)相接触，并通过至少一个焊缝(6)固定连接到第二零件(3)上。为了减少焊缝端(7)处的峰值应力，第一零件(2)在邻近焊缝的相应端(7)的部分(8)内具有一槽(9)，该槽在边缘(5)开始，并以一曲线轮廓延伸到其尾部，直到其尾部(11)，曲线(12)的弯曲度至少180°。
文档编号F16B5/08GK101050784SQ200710091118
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者阿努尔夫·施皮特 申请人:J.埃贝斯佩歇合资公司