專利名稱：零件的配置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種零件的配置，包括由至少一個(gè)焊縫連接在一起的兩個(gè)零件。本發(fā)明也涉及一種制造這種零件配置的方法。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中，都必須將第一片金屬板材零件沿邊緣連接到另一零件上。這里優(yōu)選僅沿第一零件邊緣的一部分進(jìn)行延伸的焊縫。就消聲器來說，例如在內(nèi)燃機(jī)、特別是在機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)用的排氣系統(tǒng)中，可將隔板或中間板連接到消聲器的殼體上，并在該殼體中將兩室彼此分開。這種隔板或中間板同時(shí)可用來加強(qiáng)殼體?；旧显谂艢庀到y(tǒng)部件內(nèi)或排氣系統(tǒng)外部的這種零件配置的任何其它應(yīng)用也是能想到的。另外，這種零件的配置基本上并不局限于金屬零件，因?yàn)樗芰狭慵材芡ㄟ^塑料焊接連接在一起。
在具有上述定義類型的零件配置的組件的運(yùn)行或使用過程中，可能通過相應(yīng)的焊縫在兩零件之間會(huì)有力的傳遞。這種力例如可通過機(jī)械載荷和/或通過熱致膨脹作用而產(chǎn)生。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)由兩零件之間焊縫的力的流動(dòng)會(huì)在該焊縫的端部引起力的峰值，這歸因于那里的缺口效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。因此，零件配置上的機(jī)械載荷在焊縫端部會(huì)特別的大，在此處的零件的配置會(huì)有過早開裂和損壞的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及為上述所表述類型的零件配置提供一種能特別地提高該零件配置的壽命，而同時(shí)也能保證以低成本制造該零件配置。
這一問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以解決。優(yōu)選實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明基于的總體思想是第一金屬板材零件在與焊縫一端相鄰的部分內(nèi)具有槽，由于其形狀，所述槽可通過第一零件分解焊縫相應(yīng)端的的力的流動(dòng)。該槽可有目的地進(jìn)行成型，以便它在對(duì)著第二零件的第一零件的邊緣開始，到具有至少180°彎曲度的曲線后結(jié)束?？蛇x地，也可以使槽有目的地成型，使得它為C形并與邊緣和焊縫相隔開一段距離，所述C形狀在遠(yuǎn)離邊緣的方向上打開。相應(yīng)的設(shè)計(jì)獲得的結(jié)果是，焊縫的相應(yīng)端可相對(duì)于力的流動(dòng)從第一零件分解，以便在焊縫的該端部可大大地減小峰值力的發(fā)生。另外，由于槽的特殊形狀，這獲得的結(jié)果是，即使在與第一零件邊緣相隔開一段距離的槽的端部，也肯定會(huì)減少峰值力的發(fā)生，因?yàn)樵摱瞬恳彩怯捎谠摬鄱ㄟ^第一零件將力的流動(dòng)加以分離，即分解。因此本發(fā)明的零件配置在第一零件的區(qū)域內(nèi)或多或少是沒有臨界負(fù)荷峰值或應(yīng)力峰值的，這是因?yàn)椴鄣挠心康某尚蜁?huì)引起力的流動(dòng)經(jīng)過第一零件內(nèi)的臨界位置，即經(jīng)過焊縫的相應(yīng)端和與邊緣相隔一段距離的槽的端部。
由于消除了零件配置內(nèi)危險(xiǎn)的應(yīng)力峰值，可顯著地延長(zhǎng)它們的壽命。當(dāng)在焊縫兩端的區(qū)域內(nèi)設(shè)置這種槽時(shí)，會(huì)更加的實(shí)用。增加的穩(wěn)定性當(dāng)然也可允許使零件使用較低成本的材料并且使整個(gè)零件配置使用較低成本的制造方法。
相應(yīng)的槽基本上可通過除去材料或不除去材料的適合的切削操作加以制造。然而，在一實(shí)施方式中，相應(yīng)的槽是通過向后沖壓或沖壓穿第一零件的區(qū)域，也就是說，通過相應(yīng)的沖壓操作加以制造，該區(qū)域位于鄰近焊縫相應(yīng)端的部分內(nèi)。這一沖出或沖穿區(qū)域的界限然后形成具有所需形狀的相應(yīng)的槽。因?yàn)檫@種沖壓操作能無(wú)需切割地加以實(shí)施，所以所用的工具可獲得長(zhǎng)的使用壽命，這會(huì)減少零件配置的整個(gè)制造成本。該沖出或沖穿區(qū)域的特征在于，它們?cè)诘谝涣慵暮穸确较蛏舷鄬?duì)于沿槽的相鄰第一零件的區(qū)域具有一偏移量進(jìn)行設(shè)置。
本發(fā)明的其它重要特征和優(yōu)點(diǎn)來自從屬權(quán)利要求，附圖和基于附圖的


。
不言而喻的是上述特征和下文還將闡述的那些特征不僅可以以給定的特殊結(jié)合方式使用，而且可以以其它結(jié)合方式或者單獨(dú)地使用，都不超出本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方案在附圖中描述并且在以下的闡述中進(jìn)行詳細(xì)地說明，其中相同的附圖標(biāo)記用來指代相同、相似或功能相同的部件。
附圖中示意了圖1顯示了一個(gè)零件配置的簡(jiǎn)略基本俯視圖。
圖2顯示了該零件配置沿著圖1中剖面線II的部分的細(xì)節(jié)放大圖。
圖3顯示了與圖1相類似的另一實(shí)施方案中的視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1-3，零件配置1包括至少兩個(gè)零件，即第一零件2和第二零件3。第一零件2設(shè)計(jì)為金屬片的形狀，即在直角坐標(biāo)系里，第一零件2，在其厚度方向4或厚度4的尺寸，如圖2中所示，肯定要小于其寬度方向或長(zhǎng)度方向。因此第一零件2相對(duì)較薄。第一零件2并非在一平面內(nèi)延伸，而是基本上也具有任何三維的行程。與此相對(duì)照，第二零件3基本上可具有任意的形狀。特別地，可將第二零件3也設(shè)計(jì)為金屬片形狀，這種情況下，隨后它會(huì)傾斜于第一零件2進(jìn)行設(shè)置。
基本上零件2、3每個(gè)都可用塑料制成。當(dāng)零件2、3每個(gè)都用金屬制成時(shí)，本發(fā)明的零件配置是特別優(yōu)選的。這種情況下，第一零件2優(yōu)選由金屬片或金屬板材零件制成。
在優(yōu)選的應(yīng)用中，零件配置1可設(shè)置或設(shè)計(jì)在排氣系統(tǒng)的部件中，在此沒有詳細(xì)示出該系統(tǒng)。這個(gè)部件例如可以是消聲器，特別是后消聲器或中消聲器或前消聲器。同樣，該部件可以是微粒過濾器或者催化轉(zhuǎn)化器。同樣，消聲器、微粒過濾器和/或催化轉(zhuǎn)化器的組合也是可以想到的。其部件具有該零件配置1的排氣系統(tǒng)適合用于內(nèi)燃機(jī)，特別是可安裝在機(jī)動(dòng)車內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)中。
例如，第一零件2可以在消聲器內(nèi)，例如后消聲器內(nèi)將兩空間彼此分開的隔板。該空間之一可以是吸收空間，其充滿隔聲材料或吸聲材料。對(duì)于后消聲器，使傳送排氣的管穿過這種吸收空間，由此在吸收空間內(nèi)，例如通過穿孔將所述管設(shè)計(jì)成徑向上可透過空氣噪聲。然后將所述隔板，即第一零件2連接到消聲器的殼體上，該殼體隨后形成零件配置1的第二零件3。
在零件配置1中，第一零件2沿邊緣5與第二零件3相接觸。第一零件2通過焊縫6連接到第二零件3上，該焊縫沿邊緣5的一部分延伸。焊縫6要短于邊緣5，并通過焊縫端7限制在它的縱向上。焊縫6例如使用合適的焊接材料通過堆焊加以制造。
對(duì)于本發(fā)明的零件配置1，第一零件2至少在鄰近焊縫的一端7的部分8內(nèi)具有槽9。在此處所示的優(yōu)選實(shí)施例中，第一零件2在兩個(gè)部分8內(nèi)都具有這樣一個(gè)槽9，每個(gè)都設(shè)定到焊縫的一個(gè)端部7上。每個(gè)槽9在其厚度方向4上完全穿過第一零件2。
在例示于圖1的示例性實(shí)施方案中，對(duì)每個(gè)槽9進(jìn)行成型，以便它在第一零件2的邊緣5處開始，到與邊緣5相隔一段距離之處結(jié)束，并且在其標(biāo)記為10的起始點(diǎn)和其標(biāo)記為11的結(jié)束點(diǎn)之間具有曲線或彎曲的輪廓。這一曲線輪廓12相對(duì)于特別是沿第一零件2的厚度方向4上延伸到第一零件2的軸至少?gòu)澢?80°。
在示于圖3的示例性實(shí)施方案中，每個(gè)槽9具有在遠(yuǎn)離邊緣5的方向上打開的C形，并且與邊緣5以及焊縫6相隔一段距離。因此每個(gè)槽9在第一零件2內(nèi)開始并結(jié)束。在圖3中，每個(gè)槽9的兩端都標(biāo)記為22。相應(yīng)的C形狀是指在厚度方向4上取向的觀測(cè)方向。
每個(gè)槽9的特定形狀的作用在于，將第一零件2內(nèi)的力的流動(dòng)13(如雙箭頭所示)以這樣一種方式傳送進(jìn)或傳送出焊縫6，該方式即基本上在焊縫端7的區(qū)域內(nèi)和在每個(gè)槽的9端部11和/或22的區(qū)域內(nèi)不會(huì)發(fā)生峰值力和峰值應(yīng)力。為此，可對(duì)槽9的形狀加以選擇，以便通過每個(gè)槽9能將焊縫端7以及槽端部11、22的力流動(dòng)進(jìn)行分離和/或分解。由于所述的槽9，第一零件2的材料與每個(gè)焊縫端7和每個(gè)槽端部11、22的區(qū)域內(nèi)的力傳遞無(wú)關(guān)，從而可對(duì)力的流動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
在根據(jù)圖1的實(shí)施方案中，通過每個(gè)槽9的曲線輪廓12從焊縫6成曲線的遠(yuǎn)離這一事實(shí)，可對(duì)焊縫端7處和槽端部11處的峰值力和峰值應(yīng)力的減小進(jìn)行改善和優(yōu)化。在圖1所示的實(shí)施例中，在右側(cè)所示的槽9的曲線輪廓因而是順時(shí)針的，而左側(cè)所示的呈曲線輪廓的槽9成逆時(shí)針的曲線。此處的槽9的曲線輪廓12至少?gòu)澢?70°，特別是約為360°。這使得以特別有效的方式來分解每個(gè)槽端11的力流動(dòng)13成為可能。然而，基本上還可想到的一個(gè)實(shí)施方案是，其中每個(gè)槽9的曲線輪廓12朝向焊縫6彎曲。
在根據(jù)圖1所示的實(shí)施方案中，每個(gè)槽9都具有直線輪廓14，其以基本上為直線的形狀將相應(yīng)的曲線輪廓12連接到相應(yīng)槽的起始點(diǎn)10上。為了改善相應(yīng)焊縫端7的力流動(dòng)13的分解，可優(yōu)選將相應(yīng)的直線輪廓14向焊縫傾斜。
第一零件2的設(shè)定到焊縫6的部分內(nèi)，可將虛的或?qū)嶋H上的帶15限定在第一部分2中，其通過相對(duì)于第二零件3的焊縫6限界，在其橫向地通過虛的或?qū)嶋H上的直線16進(jìn)行限界。虛線16垂直于邊緣5并且每條都在一個(gè)焊縫端7開始。優(yōu)選對(duì)槽9進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便它們至少部分地在上述的帶15內(nèi)延伸。
在圖1所示的實(shí)施方案中，例如，每個(gè)槽9的直線輪廓14和曲線輪廓12之間用圓圈表示的過渡部分17可設(shè)置在上述的帶15內(nèi)。在圖3所示的實(shí)施方案中，對(duì)于槽9，也可將靠近焊縫6進(jìn)行設(shè)置的端部23安置在上述的帶15內(nèi)。這樣在帶15內(nèi)會(huì)產(chǎn)生槽9相對(duì)于焊縫6的一定重疊。
在圖3所示的實(shí)施方案中，每個(gè)槽9都具有兩個(gè)端部23，每個(gè)端部都包括一個(gè)端22，每個(gè)端通過此處設(shè)計(jì)為直線的中間部分24連接到另一個(gè)上。優(yōu)選對(duì)直線部分24進(jìn)行定向，以使它平行邊緣5進(jìn)行延伸。在端部23內(nèi)，優(yōu)選將每個(gè)槽9彎曲約180°?；旧厦總€(gè)端部23都可以彎曲大于180°。然而，此處所示的其中將每個(gè)端部23彎曲成約為半圓形狀的實(shí)施方案是優(yōu)選的。此外這里的端部23的相應(yīng)彎曲度與在第一零件2的厚度方向4上向第一零件2延伸的軸有關(guān)。兩端部23的彎曲隨每個(gè)槽9加以實(shí)施，以使兩端部23具有彼此相對(duì)的內(nèi)凹彎曲度。特別地，可將每個(gè)槽9設(shè)計(jì)成自身內(nèi)就具有鏡面對(duì)稱。
優(yōu)選將配置到兩焊縫端7上的槽9設(shè)計(jì)成彼此成鏡面對(duì)稱。
每個(gè)槽9基本上可以任何方式進(jìn)行制造。特別地，也可將每個(gè)槽9切入第一零件2內(nèi)，由此切削和非切削的方法都可以使用。但是，優(yōu)選其中通過沖壓操作制造槽9的實(shí)施方案，以便在該操作中，同時(shí)沖壓出和/或沖壓穿第一零件2的區(qū)域18。下文對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)地說明。
根據(jù)圖2，在配置到鄰近焊縫6的每個(gè)槽9的部分8內(nèi)，第一零件2具有一區(qū)域18，其特征在于，它是從標(biāo)記為19的邊緣5的一部分通過每個(gè)槽9切割成的。將所述邊緣部分19通過焊縫固定連接到第二零件3上。該切出的區(qū)域18的特征還在于，它至少部分地與標(biāo)記為20且用虛線表示的區(qū)域相對(duì)進(jìn)行設(shè)置，所述區(qū)域接近切出區(qū)域18進(jìn)行設(shè)置并沿厚度方向4有一偏移量。切出區(qū)域18相對(duì)于沿槽9的相鄰區(qū)域20有一偏移量地設(shè)置，并可通過上述相對(duì)于第一零件2的其余部分沖壓出和或沖壓穿這一區(qū)域18來完成。槽9可隨著相對(duì)上述區(qū)域18的沖出和/或沖穿操作同時(shí)進(jìn)行制造。該沖出區(qū)域和沿槽9相鄰的區(qū)域20之間的偏移量21結(jié)果也會(huì)比圖2所示的要小得多。特別是將該偏移量21選擇為與第一零件2的厚度4一樣大基本上就足夠了。
除了槽9的制造簡(jiǎn)單以外，所選的制造方法也具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由于每個(gè)槽9的設(shè)計(jì)，所以在第一零件2內(nèi)沒有形成明顯的開口。這尤其在第一零件2用于分隔填充空間，例如用作填充有吸聲材料的吸收室的隔板時(shí)是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。該吸聲材料不會(huì)通過槽9從吸收室逸出。通過合適地選擇偏移量21，由槽9的形狀視情況形成并經(jīng)過沖出或沖穿的區(qū)域18的開口基本上仍是密封的。
零件配置1優(yōu)選通過在設(shè)置用來形成每個(gè)槽9的第一零件2的部分8內(nèi)，首次沖壓出或沖壓穿每個(gè)區(qū)域18來進(jìn)行制造，特別是通過相應(yīng)的沖壓操作，從而形成每個(gè)槽9。隨后借助焊縫將第一零件2連接到第二零件3上。
權(quán)利要求
1.一種零件配置，具有金屬片狀形狀的第一零件(2)，其沿一邊緣(5)與第二零件(3)相接觸，并通過沿邊緣(5)延伸的至少一個(gè)焊縫(6)固定連接到第二零件(3)上，由此第一零件(2)具有槽(9)，該槽在鄰近所述焊縫一端(7)的至少一個(gè)部分(8)內(nèi)穿過第一零件(2)，所述槽從所述第一零件的邊緣(5)開始，直到其與第一零件(2)的邊緣(5)相隔一段距離的尾部(11)，具有彎曲至少180°的輪廓(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零件配置，其特征在于，每個(gè)槽(9)的所述曲線輪廓(12)從所述焊縫(6)彎曲遠(yuǎn)離，和/或每個(gè)槽(9)的所述曲線輪廓(12)彎曲至少270°或約360°，和/或每個(gè)槽(9)的所述曲線輪廓(12)相對(duì)于沿所述第一零件(2)的厚度方向(4)上延伸的軸進(jìn)行彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的零件配置，其特征在于，所述每個(gè)槽(9)，在其位于第一零件(2)的邊緣(5)處的起點(diǎn)(10)和所述曲線輪廓(12)之間，具有一基本上為直線的輪廓(14)，和/或所述每個(gè)槽(9)的直線輪廓(14)相對(duì)所述焊縫(6)傾斜，和/或所述每個(gè)槽(9)的直線輪廓(14)和曲線輪廓(12)之間的過渡部分(17)設(shè)置在所述第一零件(2)的一帶(15)內(nèi)，該帶橫向地由從所述焊縫的端部(7)開始并垂直于第一零件(2)的邊緣(5)豎立的虛線(16)進(jìn)行限界。
4.一種零件配置，具有金屬片狀形狀的第一零件(2)，其沿一邊緣(5)與第二零件(3)相接觸，并通過沿邊緣(5)延伸的至少一個(gè)焊縫(6)固定連接到第二零件(3)上，由此第一零件(2)具有槽(9)，該槽在鄰近所述焊縫端(7)的至少一個(gè)部分(8)內(nèi)穿過第一零件(2)，所述槽與邊緣(5)和焊縫(6)相隔一段距離，并具有在遠(yuǎn)離邊緣(5)的方向上打開的C形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的零件配置，其特征在于，所述每個(gè)槽(9)具有一平行于邊緣(5)在其兩端(22)間延伸的直線部分(24)，和/或所述每個(gè)槽(9)在其端部(23)彎曲大約或者至少180°，和/或所述端部(23)彎曲成半圓的形狀，和/或?qū)⑺龆瞬?23)彎曲，以使它們相對(duì)彼此內(nèi)凹，和/或所述端部(23)通過所述直線部分(24)連接在一起，和/或鄰近焊縫(6)設(shè)置的所述端部(23)處在第一零件(2)的一帶(15)內(nèi)，該帶橫向地由從所述焊縫的端部(7)開始并垂直于第一零件(2)的邊緣(5)豎立的虛線(16)進(jìn)行限界。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的零件配置，其特征在于，鄰近焊縫(6)的第一零件(2)的部分(8)的區(qū)域(18)，從第一零件(2)的邊緣(5)的部分(19)通過每個(gè)槽(9)切出，第一零件通過焊縫(6)固定連接到第二零件(3)上，該區(qū)域至少部分地在沿槽(9)在第一零件(2)的厚度方向(4)上相對(duì)第一零件(2)的一區(qū)域(20)有一偏移量地進(jìn)行設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零件配置，其特征在于，切出區(qū)域(18)的所述偏移量(21)通過相對(duì)于第一零件(2)的其余部分沖壓出或沖壓穿該區(qū)域(18)進(jìn)行實(shí)施，和/或所述每個(gè)槽(9)通過沖壓出或沖壓穿每個(gè)區(qū)域(19)進(jìn)行制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的零件配置，其特征在于，對(duì)所述每個(gè)槽(9)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便它至少部分地在第一零件(2)的一帶(15)內(nèi)延伸，該帶橫向地由從所述焊縫的端部(7)開始并垂直于第一零件(2)的邊緣(5)豎立的虛線(16)進(jìn)行限界。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的零件配置，其特征在于，所述第一零件(2)在鄰近焊縫一端(7)的兩部分(8)上都具有這樣一種槽(9)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)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)每個(gè)都由金屬制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的零件配置，其特征在于，所述零件配置(1)可設(shè)計(jì)在內(nèi)燃機(jī)、特別是機(jī)動(dòng)車內(nèi)內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的部件中，和/或所述零件配置(1)可設(shè)計(jì)在消聲器中，和/或所述第一零件(2)是消聲器中將兩室彼此分開的隔板，和/或所述第二零件(3)是所述消聲器的殼體，和/或吸聲材料可設(shè)置在所述消聲器的一個(gè)殼體中。
12.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的零件配置(1)的方法，其特征在于以下步驟沖壓出或沖壓穿所述第一零件(2)的至少一個(gè)區(qū)域(18)，形成所述的每個(gè)槽(9)；通過所述相應(yīng)的焊縫(6)將所述第一零件(2)固定到所述第二零件(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種零件配置(1)，具有金屬片形狀的第一零件(2)，其沿邊緣(5)與第二零件(3)相接觸，并通過至少一個(gè)焊縫(6)固定連接到第二零件(3)上。為了減少焊縫端(7)處的峰值應(yīng)力，第一零件(2)在鄰近焊縫的相應(yīng)端(7)的部分(8)內(nèi)具有一槽(9)，該槽在邊緣(5)開始，并以一曲線輪廓延伸到其尾部，直到其尾部(11)，曲線(12)的彎曲度至少180°。
文檔編號(hào)F16B5/08GK101050784SQ200710091118
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者阿努爾夫·施皮特 申請(qǐng)人:J.埃貝斯佩歇合資公司