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組合部件及其制造方法

文檔序號:2448441閱讀:128來源:國知局
專利名稱:組合部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及到一個組合部件,這個組合部件由金屬上蓋板層、金屬下蓋板層、由蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬芯構(gòu)成的夾層部件以及至少一個具有連接面用于將力導入夾層部件的金屬型材所組成,本發(fā)明還涉及到制造這種組合部件的方法。
夾層式結(jié)構(gòu)在很輕重量的情況下同時表現(xiàn)出很高的抗彎剛度。由于這個原因這種結(jié)構(gòu)形式在運輸領(lǐng)域,尤其是在鐵路運輸領(lǐng)域被經(jīng)常采用。對于有較高要求的結(jié)構(gòu)這種夾層組合由金屬材料制造是完全適合的。
為了在夾層部件上鉸接其它的組件或者為了使不同的夾層部件能夠以任意的角度相互連接,型材被組合進來用于連接點的力導入和設置。更大的夾層部件構(gòu)件通過多個較小的夾層部件,在下面稱之為基本部件,按照需求拼接成大的夾層部件。
在EP 0 544 498中由夾層部件和力導入型材構(gòu)成的組合部件為公眾所知,其中型材與對于夾層部件蓋板層垂直設置的搭臂焊接,搭臂位于兩個在端部相互對接的基本部件之間。此外使用了用于裝配型材的加固體,加固體不僅在夾層部件端部而且在基本部件端部一般通過U形的、其開口指向外部并插入中心層的加固型材而封閉并加固。對于這種裝配形式焊接沿著蓋板面與型材的接觸位置。
在EP 0 644 096的組合部件中,型材以其連接面或者焊接在通過U形加固型材加固的兩個基本部件連接區(qū)的邊緣上,或者鉚接在空心加固型材下面的蓋板層上。
在所有公知的組合部件中,型材被焊接或鉚接在夾層部件上,由此產(chǎn)生逐點的或直線形的型材到夾層部件的力傳遞。但是這一點的前提條件是夾層部件在焊接區(qū)是被加固的。加固體通過特別引入的空心加固型材作用于金屬中心層處或者通過U形加固型材作用于兩個基本部件的接頭處。
在這種形式的組合部件中由數(shù)個力導入型材構(gòu)成大的部件的結(jié)構(gòu)具有缺陷?;蛘叽笮筒考?,例如車箱側(cè)壁,必需由許多小型組合部件構(gòu)成,以便能夠在接頭處安置力導入型材,或者夾層部件必須事先在相應位置以空心加固型材配置進中心層處。如果在那里沒有設置加固型材,在各種情況下力導入型材的事后裝配都不再可能實現(xiàn)。此外由數(shù)個小型組合部件構(gòu)成更大的部件的結(jié)構(gòu)是費錢又費時的。此外在焊接縫或鉚接位置上出現(xiàn)的縫隙腐蝕或者說接觸腐蝕問題明顯影響到結(jié)構(gòu)部件的壽命。
本發(fā)明的任務在于,給出一種由夾層部件和一個或數(shù)個用于力導入的型材構(gòu)成的組合部件,通過這種部件可以實現(xiàn),需要多個力導入點的更大型部件由較少的大型部件組合而成。對組合部件而言,以后還可以在不影響力傳遞的情況下將型材設在任意位置上。
為了解決這個任務按照本發(fā)明上述形式的組合部件具有下列特征,一個或多個型材平面地接合在夾層部件上。
通過按照本發(fā)明的組合部件能夠方便地制造出較大型的、配備有數(shù)個力導入型材的構(gòu)件,這是由于通過組合部件以其尺寸及其形狀與要成形的部件最佳適配,而無須在力導入位置斷開夾層部件并接入新的,這使得部件的制造過程簡化并節(jié)省費用。在夾層部件以其尺寸最佳適配于要成形的部件以后,力導入型材接合在夾層部件上。因為力導入型材的接合位置不取決于接頭位置或者說夾層部件的加固位置,因此其它的型材也可以在以后的時刻任意接合在已經(jīng)成形的組合部件上,這提高了組合部件的可變性。此外型材和夾層部件的連接質(zhì)量通過型材的平面接合而被改善,由此使組合部件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這樣可以在接合位置防止縫隙腐蝕或接觸腐蝕以提高壽命。
為了使型材平面地接合在夾層部件上,型材具有至少一個連接在蓋板層上的連接面。所采用的型材的全部幾何尺寸適配于各自的應用目的。根據(jù)其它的部件是否被焊接、螺紋連接或鉚接,型材具有其它的表面或者說T形元件或用于安置螺栓頭或鉚釘頭的開口空心體。這種成型體具有優(yōu)點的通過擠壓型材作為力導入元件而實現(xiàn)。
與型材焊接在加固的夾層部件上相比,具有優(yōu)點的平面接合可以通過型材粘接在夾層部件上而實現(xiàn),然而優(yōu)選金屬型材釬焊在金屬蓋板層上。由此尤其是在強烈震顫時可靠性得到提高。
下面的敘述部分涉及到按照本發(fā)明的組合部件的制造方法。
根據(jù)EP 0 405 889的方法所制造組合部件,在第一工序中將加固體固定在夾層部件的預定的型材位置上或者在邊緣處將被加固的基本部件相互接合,而在第二工序中將型材以至少一條焊縫焊接在被加固處。
第一工序除了單純的夾層部件制造以外還包括其他的制造方法,因為必須要將加固體置于預定的型材位置上,這使得金屬芯的插入被中斷,而且這種形式的被加固的夾層部件的制造是很奢侈的。此外加固體型材不能以對于中心層蜂窩結(jié)構(gòu)任意的角度插入,這使得應用的可能性受到限制。這也提高了在第一工序中由相互接合的基本部件制造的夾層部件的加工費用。如果為了將型材固定在被加固的夾層部件上要有多條焊縫,則相應的在第二工序中增加了加工方法步驟。
本發(fā)明的任務還在于提供一種根據(jù)本發(fā)明的由夾層部件和力導入型材構(gòu)成的組合部件的制造方法,在此方法中加工步驟和其中所包括的加工過程最少。
這個任務按照本發(fā)明通過在夾層部件制造過程中將一個或多個型材接合在夾層部件上而被解決。
在按照本發(fā)明的制造方法中具有優(yōu)點的是,通過同時進行夾層部件的制造和型材的接合而使整個第二工序被省去。因為型材也可以接合在沒有加固體型材的部位而且無須關(guān)注對于中心層蜂窩結(jié)構(gòu)的確定方向,因此采用本發(fā)明的方法,可以以任意取向的型材制成組合部件。
在夾層部件制造過程中,型材接合在夾層部件上的處理參數(shù)被充分利用。因為在蓋板層和蜂窩狀芯涉及到金屬組件,蓋板層通過釬焊與中心層連接是有利的。特別具有優(yōu)點的是,為了將蓋板層釬焊到芯部上采用敷有焊劑的蓋板層。如果敷有焊劑的一面與金屬芯接觸,當組件在隔絕空氣的條件下,尤其是在真空條件下,被加熱到超過焊劑熔點的溫度,就可以實現(xiàn)釬焊過程。焊劑呈液態(tài)并且匯集到蓋板層與芯部蜂窩狀結(jié)構(gòu)的接觸位置,使得在冷卻過程中形成釬焊的夾層部件。
夾層部件的制造參數(shù),如上升的溫度,可以被用來同時將型材接合在夾層部件上。為此也優(yōu)選將型材釬焊在夾層部件上。在按照本發(fā)明的方法中具有優(yōu)點的是蓋板層在朝著型材的面上敷有焊劑,使得在制造過程中通過加溫,蓋板層這面上的焊劑也同樣呈液態(tài)并且在隔絕空氣條件下匯集到型材與蓋板層的接觸位置。由此在組合部件的冷卻過程中將型材平面地接合在夾層部件上。
下面通過圖示的實施例來詳細闡述本發(fā)明,并由此給出其它的細節(jié)、特征和優(yōu)點。
圖示為由夾層部件和平面接合的力導入型材組成的組合部件。
所示實施例涉及一種組合部件1,該部件包括夾層部件10和附于其上用于力導入的型材20。夾層部件由上蓋板層11、下蓋板層12和金屬芯13構(gòu)成。金屬芯插在蓋板層11、12之間并由大量相互接合的蜂窩13a構(gòu)成。通過這種結(jié)構(gòu)夾層部件在具有很輕重量的同時具有很高的抗彎強度。
通過采用上蓋板層11和下蓋板層12朝著金屬芯13的一面11a、12a上敷有焊劑,使夾層部件或者說組合部件的制造過程簡化,這是因為這種疊堆層在真空條件下被加熱到超過焊劑的熔點,由此使焊劑匯集到蜂窩13a與上蓋板層11以及下蓋板層12的接觸位置并且在釬焊過程冷卻時固定。
通過這個過程型材20也同時在夾層部件的制造過程中釬焊在上蓋板層11外表面11b的連接表面21上。在此在上蓋板層11的外表面11b上也涂敷有焊劑并且型材20被放在相應的位置。型材20接合在上蓋板層11的連接表面21上的過程與夾層部件10的制造過程同時進行。在超過焊劑熔點的高溫加熱下敷在外表面11b上的焊劑匯集到連接表面21并且在冷卻過程中將型材20接合在夾層部件10上。但是也可以僅在后來與型材接觸的上蓋板層11的外表面11b上敷上焊劑。
在所選實施例中,型材20除了連接表面21以外還有兩個構(gòu)成T形槽的卡口22、23,T形槽或者可以固定垂直于夾層部件的平面構(gòu)件,或者可以在T形槽中固定數(shù)個螺栓的T形頭部用于裝配支撐體或類似部件。當然為了實現(xiàn)不同形式的力導入,也可以將除了具有連接表面21以外還具有其它幾何形狀的型材接合在按照本發(fā)明的組合部件上。
權(quán)利要求
1.組合部件(1),包括金屬上蓋板層(11)、金屬下蓋板層(12)、由蜂窩狀結(jié)構(gòu)金屬芯(13)構(gòu)成的夾層部件(10)以及至少一個具有連接面(21)用于將力導入夾層部件(10)的金屬型材(20),其特征為,型材的一個或多個平面接合在夾層部件上。
2.如權(quán)利要求1的組合部件,其特征為,型材(20)由擠壓型材構(gòu)成。
3.如上述權(quán)利要求之一的組合部件,其特征為,型材(20)被粘接在夾層部件(10)上。
4.如權(quán)利要求之一或多個的組合部件,其特征為,型材(20)被釬焊在夾層部件(10)上。
5.如上述權(quán)利要求之一或多個的組合部件(1)的制造方法,其特征為,在夾層部件制造過程中將一個或多個型材(20)接合在夾層部件(10)上。
6.如權(quán)利要求之一或多個的制造方法,其特征為,通過金屬蓋板層(11,12)與金屬中心層(13)的釬焊而制成夾層部件(10)。
7.如上述權(quán)利要求之一或多個的制造方法,其特征為,帶有涂敷焊劑面(11a,12a)的蓋板層(11,12)置于中心層(13)上并且釬焊過程在隔絕空氣的情況下以高于焊劑熔點的溫度進行。
8.如上述權(quán)利要求之一或多個的制造方法,其特征為,型材(20)釬焊在夾層部件(10)上。
9.如上述權(quán)利要求之一或多個的制造方法,其特征為,蓋板層(11,12)具有朝著型材(20)的敷有焊劑的面(11b)。
全文摘要
本發(fā)明包括一個組合部件(1),這個組合部件由金屬上蓋板層(11)、金屬下蓋板層(12)、由金屬蜂窩狀結(jié)構(gòu)芯(13)構(gòu)成的夾層部件(10)以及至少一個成形于連接面(21)用于將力導入夾層部件(10)的金屬型材(20)所組成,在此型材平面的接合在夾層部件上,本發(fā)明還涉及到制造這種組合部件的方法。
文檔編號B32B3/12GK1256668SQ99800147
公開日2000年6月14日 申請日期1999年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月17日
發(fā)明者盧茨·里斯托, 沃爾夫?qū)せ魻柎陌⑵召M爾, 賴因霍爾德·施特格舒斯特 申請人:戴姆勒-克萊斯勒股份公司
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