空心型材连接部-角撑元件的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种用于连接至少两个空心型材的空心型材连接部，包括角撑部件(KT)，角撑部件(KT)的末端件可插入到空心型材(H1、H2、H3)中，其中至少分配到空心型材(H1、H2、H3)端部的角撑部件(KT)的末端件具有由腹板或肋(R)形成的轮廓，其中角撑部件(KT)和空心型材(H1、H2、H3)通过摩擦搅拌焊接相互连接，并且其中通过摩擦搅拌焊接产生的连接部(V)在空心型材(H1、H2、H3)和角撑部件(KT)之间沿着角撑部件(KT)的肋或腹板(R)延伸。
【专利说明】空心型材连接部-角撑元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于连接至少两个空心型材的空心型材连接部(hollow profileconnect1n),包括角撑部件(gusset part),其末端件可插入到空心型材中，其中至少被分配到空心型材端部的角撑部件的末端件具有由腹板或肋形成的轮廓，其中角撑部件和空心型材通过摩擦搅拌焊缝相互连接，并且其中通过摩擦搅拌焊接产生的连接部在空心型材和角撑部件之间沿着角撑部件的肋或腹板延伸。
【背景技术】
[0002]金属空心型材借助设置在型材之间的角撑板频繁而有效地连接，并随后通过焊接连接在型材上。出于重量原因，在机动车辆制造中，一般使用由铝构成的空心型材，同样地角撑板由铝制成。
[0003]在常规焊缝形成期间，施加高热量，引起组件的变形。对尺寸精度产生不利影响。为了产生平坦和因此稳定的连接部，在板材中必须开孔以形成塞焊缝或槽焊缝(plug orslot welds) o此外,在焊接期间,存在必须以复杂的方式从表面去除的喷派。
[0004]借助摩擦搅拌焊接或间接的摩擦搅拌焊接，由铝构成的板材可以在施加低热量的情况下相互连接。一个板材置于另一个之上，并且摩擦搅拌焊接工具在压力下置于一个板材的上侧并且沿着指定的连接线移动。产生连接部。然而，在空心型材的情况中使用是不可能的。
[0005]DE 10 2010 018 504 Al公开了使用摩擦搅拌焊接生产空心型材的方法。由铝合金构成的半成品部件沿着连接线借助由摩擦搅拌焊接形成的焊缝进行焊接。在焊接期间，从下侧支撑焊接区域的后座(counter holder)被引入到型材中。
[0006]位于一个平面内的两个板材沿着它们的接触线借助摩擦搅拌焊接进行的焊接在DE 10 2010 003 742 Al 中进行了描述。
[0007]在JP 2004 261 859 A中示出了在空心型材上一平面内相互靠近的两个板材的连接部。借助工具，板材借助摩擦搅拌焊接沿着边界相互焊接，边界形成为间隙；同时金属带材也置于间隙中。
[0008]在JP 2001 233 208 A中示出了通过将两个成型部分结合在一起并且通过沿着结合线借助摩擦搅拌焊接连接成型部分来生产空心型材部分。
[0009]在DE 100 11 593 Al中示出了通过搭接焊生产低扭曲框架结构的方法。插入到待连接管端的T形角撑件在此作为三个管的连接元件。与插入的角撑件重叠的管端区域借助旋转工具进行摩擦搅拌焊接，从而在摩擦搅拌焊接的环境下管材料可以连接到角撑件的材料。
[0010]JP 11 226 759 A也描述了型材部分借助摩擦搅拌焊接的连接部。相互待连接的部分相对彼此取向，吸收摩擦搅拌焊接期间产生的压缩力的压件同时在各部分的接触区域内焊接。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是相对现有类型以一种改进的设计来提出一种空心型材连接部。
[0012]根据本发明，为了连接至少两个空心型材，提供角撑部件，角撑部件的末端件可插入到空心型材的端部中，其中分配到空心型材端部的角撑部件的末端件具有由腹板或肋形成的轮廓，并且其中角撑部件和空心型材部件通过摩擦搅拌焊接相互连接。通过摩擦搅拌焊接产生的连接部在空心型材和角撑部件之间沿着肋或腹板延伸，也就是说，各自空心型材在由于角撑部件的腹板或肋以对应的压力密封的方式支撑的准确区域内的长度方向上延伸。通过摩擦搅拌焊接产生的连接部可以设计为点状和/或连续状和/或线状。
[0013]进入到空心型材中的角撑部件的异形部分可优选地设计为X形、星形或H形结构，其中其外尺寸与空心型材的内轮廓相匹配。在插入到空心型材中之后，以指定的数量基本径向向外突出的腹板或肋接触空心型材的内侧，并且因此使其可以吸收在借助摩擦搅拌焊接产生连接部期间从外部施加的压力。
[0014]特别地，空心型材是正方形、矩形或六角形轮廓或异形条(profile bars)，其分配到角撑部件的端部是开口的。
[0015]根据本发明的改进，空心型材通过角撑部件并借助从外部安装的至少一个角撑板相互连接。在与角撑部件的异形端部进入各空心型材的插入深度相交的区域中，角撑板在其外部接触空心型材。因此可以借助沿着异形角撑部件的腹板或肋形成的连接部来相互连接角撑板、空心型材和角撑部件。
[0016]借助至少一个摩擦搅拌焊缝，角撑板连接到空心型材和角撑部件的被插入异形端部。摩擦搅拌焊缝沿着在空心型材内部接触空心型材的至少一个肋或腹板延伸。可优选地，沿着在内侧接触空心型材的肋形成多个摩擦搅拌焊缝。
[0017]在本发明的优选实施方式中，角撑板还直接连接到角撑部件或角撑部件的肋。因此,在角撑板和角撑部件之间通过摩擦搅拌焊接产生的连接部还可能在空心型材部件的外部。在此可以规定:角撑板和角撑部件之间的连接部沿着角撑部件的所有肋形成。
[0018]相互连接至少两个空心型材的角撑部件可以由两个角撑板围绕，其中角撑板一采用两个半壳的形式一包围空心型材的端部安装在一起并且随后连接。摩擦搅拌焊缝在此形成在沿着角撑部件的被插入异形端部的肋重叠的空心型材的区域内。此外，摩擦搅拌焊缝还在直接接触角撑板的区域内形成。后者可优选地具有设计为接触件和连接带的一个或多个区域，并且其中可形成充当连接部的摩擦搅拌焊缝。
[0019]根据本发明的角撑部件可以用做连接两个、三个或更多个空心型材。在三个空心型材的情况中，角撑部件具有T形设计。
[0020]此外，可以规定:空心型材具有限制角撑部件的各末端件进入空心型材的插入深度的装置。特别地，这可以是可插入到空心型材中的销或螺钉。
[0021]本发明的改进在从属权利要求、说明书和附图中详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明在以下参考附图以示例的方式进行描述，其中
[0023]图1示出了借助角撑部件连接三个空心型材的透视图。
[0024]图2示出了穿过具有角撑部件的被插入异形末端件(inserted profiled endpiece)和由摩擦搅拌焊接形成的连接部的空心型材的截面。
[0025]图3示出了借助角撑部件和另外两个角撑板来连接三个空心型材的透视图。
[0026]图4示出了穿过空心型材的截面，具有角撑部件的被插入异形末端件、在外部包围空心型材的两个角撑板和由摩擦搅拌焊接形成的连接部。
[0027]图5示出了借助角撑部件和另外两个角撑板来连接三个空心型材的透视图一两个角撑板还没有安装到空心型材或角撑部件上。
[0028]图6示出了角撑板直接连接到角撑部件的肋上。
【具体实施方式】
[0029]图1描述的是通过插入到空心型材H1、H2、H3端部中的T形角撑部件KT来连接三个空心型材H1、H2、H3。角撑部件KT制造为含有铝或铝合金的铸造部件，并且在其端部具有与待接收的空心型材H1、H2、H3的横截面匹配并且形成有肋R的轮廓。空心型材H1、H2、H3同样由铝或铝合金制造。
[0030]图2是重新描述了穿过空心型材H3连同角撑部件KT的被接收异形端部的横截面。横截面的轮廓在图1中示出。
[0031]X形轮廓的角撑部件KT的端部插入到空心型材H3内。成型为X状的角撑部件KT的肋R接触空心型材H3的内表面。在所述接触区域中，通过摩擦搅拌焊接产生的连接部V形成在空心型材H3的壁与存在于空心型材H3内部的肋R之间。
[0032]图3和5描述了一个实施方式，其中空心型材Hl、H2、H3的连接部借助角撑部件KT和以半壳的方式安装在一起的两个角撑板Kl、K2生成。在安装在一起的状态下，角撑板Κ1、Κ2在由角撑部件KT异形端部形成的区域中包围空心型材Η1、Η2、Η3。角撑板Κ1、Κ2借助由摩擦搅拌焊接形成并且沿着角撑部件KT的肋R并在该区域中延伸的连接部V连接到空心型材H1、Η2、Η3和角撑部件KT。
[0033]图4描述的是穿过空心型材Η3的截面，具有由肋R成型的角撑部件KT的端部和包围空心型材Η3的两个角撑板Κ1、Κ2。该截面在图3中示出。由摩擦搅拌焊接形成的连接部V的轮廓在图4中以对应于角撑部件KT肋R的方位的方式描述。从而肋R连接到空心型材Η3并连接到角撑板Κ1、Κ2。此外，肋R吸收摩擦搅拌焊缝形成期间施加在空心型材Η3上的压力。
[0034]图4还描述了:角撑部件KT的异形末端件和空心型材Η3没有在六角形空心型材Η3外侧的所有侧面连接到角撑板Κ1、Κ2，并且，在所述未连接区域中，角撑板Κ1、Κ2与空心型材Η3有一定距离。这产生了对部件公差的补偿。
[0035]图6描述的是角撑板Kl、Κ2如何还可以直接连接到角撑部件KT或其肋。连接部V在角撑部件KT不再由空心型材Η3围绕的区域中固定角撑板Κ1、Κ2。相应地，角撑部件KT通过肋R和借助摩擦搅拌焊接形成的连接部V来保持角撑板Κ1、Κ2。
[0036]附图标记列表:
[0037]Hl 空心型材
[0038]Η2 空心型材
[0039]Η3 空心型材
[0040]KT角撑部件
[0041]Kl角撑板
[0042]K2角撑板
[0043]R肋
[0044]V连接部-摩擦搅拌焊缝
【权利要求】
1.用于连接至少两个空心型材的空心型材连接部，包括角撑部件(KT)，角撑部件(KT)的末端件可插入到空心型材(H1、H2、H3)中，其中至少分配到空心型材(H1、H2、H3)端部的角撑部件(KT)的末端件具有由腹板或肋(R)形成的轮廓，其中角撑部件(KT)和空心型材(H1、H2、H3)通过摩擦搅拌焊接相互连接，并且其中通过摩擦搅拌焊接产生的连接部(V)在空心型材(H1、H2、H3)和角撑部件(KT)之间沿着角撑部件(KT)的肋或腹板(R)延伸。
2.根据权利要求1所述的空心型材连接部， 角撑部件(KT)至少在末端件中具有由腹板或肋(R)形成的X形、H形或星形的轮廓。
3.根据权利要求1所述的空心型材连接部， 角撑部件(KT)制造为铸造部件，可优选地包含铝或铝合金。
4.根据权利要求1所述的空心型材连接部， 空心型材(H1、H2、H3)由铝或铝合金制造。
5.根据权利要求1所述的空心型材连接部， 除了角撑部件(KT)，还提供了角撑板(Kl、K2)，该角撑板连接到空心型材(H1、H2、H3)的端部，并且通过摩擦搅拌焊接产生的连接部(V)沿着角撑部件(KT)的肋或腹板(R)延伸。
6.根据权利要求5所述的空心型材连接部， 空心型材(H1、H2、H3)由以半壳的方式安装在一起的两个角撑板(K1、K2)连接。
7.根据权利要求5所述的空心型材连接部， 一个或多个角撑板(Κ1、Κ2)在空心型材(Η1、Η2、Η3)外部也连接到角撑部件(KT)。
8.根据权利要求5所述的空心型材连接部， 其中，沿着角撑部件(KT)的肋或腹板(R)的连接部(V)仅在空心型材(Η1、Η2、Η3)与角撑板(Κ1、Κ2)和角撑部件(KT)重叠的区域中产生。
【文档编号】F16B7/08GK104196845SQ201410310470
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】B·霍弗, H·扎克内格 申请人:马格纳斯泰尔汽车技术两合公司