用于衬套的紧固方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将金属衬套紧固在金属结构部件上的方法，其中环形接触面在衬套上形成，其中结构部件开口在结构部件上形成，其中沿着结构部件开口的圆周套环在结构部件上形成，该套环在结构部件的安装侧凸起，其设置来施加衬套，其中将结构部件开口区域内的衬套压靠在安装部件的安装侧上，以使接触面与套环接触，其中将衬套压靠在结构部件上，以使接触面在预应力下压靠在套环上，其中进行电阻焊，同时接触面以预应力的方式压靠在套环上，以使衬套和结构部件在接触面和套环的接触区域内彼此焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在金属结构部件上，优选在排气系统部件内的金属结构部件上紧固金属衬套的方法。本专利技术还涉及排气系统部件，其中至少一个衬套根据此方法紧固在排气系统部件的结构部件上。
技术介绍
在各种应用中，金属制成的衬套必须紧固在基本上任意其他由金属制成的结构部件上，例如为了能够随后通过衬套的方式进一步将附加部件安装在所述结构部件上，该附加部件自身不可以直接紧固到结构部件上，或很难紧固到结构部件上。通常，通过这样一种衬套，因此可以为不适合直接紧固的外接部件提供附加位点。这尤其适用于成批生产。例如，电附加部件如传感器，不能直接焊接到结构部件上。与这样的衬套连接，一种不同的合适的紧固方法可用于附加部件，例如螺钉连接。便利地，衬套可以因此具有螺纹，该螺纹可以用于安装各自的附加部件。对于这样的金属衬套在金属部件上的串联紧固，正越来越多地使用电阻焊接方法，其中衬套在结构部件上设置的焊接位点进行接触，并在接触区域通过电流的方式实现加热，该加热导致衬套与结构部件的焊接。电阻凸焊已证明是特别有利的，其经常也简称为凸焊。此处，环形凸起在衬套上形成，在电阻焊接时，该突起压接在结构部件上并融化，使得衬套和结构部件焊接在一起。此处为了良好的焊接结果，一方面，焊接凸起和结构部件之间均匀的接触是必要的。另一方面，在焊接凸起的接触区域中，结构部件的壁厚尽可能均匀是必要的。这例如可以确保焊接凸起位于一平面内，而且确保结构部件的焊接部位被构造为平坦的。但是，在成形的特别是深冲的结构部件的情况下，在各焊接部位的区域内不是总能实现均匀的壁厚和/或平坦的结构。因此，在衬套与成形的结构部件上的焊接凸起的凸焊中，可能发生不太理想的焊接连接，这必须返工。特别是在排气系统部件中，衬套和结构部件之间的焊接连接通常必须是气密的，以防止废气排放到环境中。此外，焊接连接暴露在高机械和热交变载荷中，因此沿焊接凸起的非均匀焊接连接的耐久性降低。
技术实现思路
本专利技术涉及的问题披露了一种上述类型的紧固方法或分别用于废气排放部件的改进实施方案，其中至少一个衬套紧固到至少一个结构部件、其特征在于特别是衬套和结构部件之间焊接连接的质量提高。这个问题可根据本专利技术通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方案是从属权利要求的主题。本专利技术基于的总体思路是在结构部件的焊接位点上设置结构部件开口和沿着结构部件开口的圆周套环，在施加衬套时，该结构部件开口压靠在衬套的圆周接触面上。随后，通过将衬套压接结构部件上，可导致接触面在套环上预应力接触，在此期间，然后能够进行电阻焊。以此方式，设置在衬套上的焊接凸起可被省去，是因为焊接凸起的功能可由设置在结构部件上的套环实现。为此目的，套环与衬套的接触面在面侧上接触。此外，此套环实现了额外的功能。与衬套侧上焊接凸起相比，套环是弹簧弹性的。因此，当将衬套压接在结构部件上时，套环可以弹簧弹性方式屈服，从而补偿壁厚的不规则性和/或距沿着套环的圆周方向上平面的偏差。在随后预应力下的电阻焊中，沿衬套和结构部件之间套环的圆周可产生足够均匀的焊接连接，从而焊接连接的质量得到改善。特别地，已经发现的是，使用此方法，降低了随后工作的麻烦。因此，在此处提到的方法中，在衬套上加压，以使套环以弹簧弹性方式屈服，以便以很大程度上封闭的方式在圆周方向上压靠在接触表面上。显然，套环弹簧弹性屈服也可以基本上涉及套环的塑性变形。然而，这与弹簧弹性成形相比通常小得多。此外，术语“基本上封闭”旨在表达套环和接触面之间的接触不是势在必行地以完全封闭的方式在圆周方向上发生，但是，其是优选的。基本上，在圆周方向上，较小的缺陷也是可以耐受的，其中接触面和套环之间不存在接触。然而，与弹簧弹性环连接时，通过加压可实现，但这些缺陷是相当小的，以相当小的次数发生，理想的是完全消除。电阻焊之前，衬套在结构部件开口的区域中定位并挤压，特别地基本上在结构部件开口的中心。术语“基本上中心”此处考虑到传统的制造公差。特别地因此进行衬套对结构部件的压接，因此这涉及套环的弹簧弹性变形。基本上，这种方法适用于任何电阻焊。然而，优选地，此处使用中频电阻焊。这是用直流电流和逆变器系统操作的电阻焊技术。投入使用的逆变整流器的脉冲频率通常介于1000到4000Hz之间。此处提到的方法已被证明对电容器放电焊接是特别有利的。此处，电容器电池投入使用，该电容器电池可以在相当短的焊接脉冲期间发射相对大量的能量，并且该电容器电池可在连续焊接脉冲之间使用相对小的电能再次进行充电。套环此处通过围绕结构部件开口形成开口边缘来形成，以使其形成结构部件的一体组成部件。此处，套环的生产或各自套环的成形有利地在结构部件开口的凸起期间发生。组合的冲压和成形工艺是可以想象的，其可在单一工作步骤中或在至少两个工作步骤中进行。因此，实施方案是有利的，其中发送衬套在套环上的压接，因此套环以弹簧弹性的方式径向和/或轴向屈服，以便补偿制造公差，从而使套环以很大程度上封闭的方式在圆周方向上抵靠在接触面上。此外，实施方案是优选的，其中至少在结构部件开口的区域中，为结构部件选择壁厚，其小于具有接触面的端部区域内衬套的壁厚。因为套环在结构部件上通过形成开口边缘一体成形，所以结构部件开口区域内结构部件的壁厚也基本上对应套环的壁厚。根据成形过程，套环也可以具有比结构部件小的壁厚。例如，衬套的壁厚至少是结构部件和/或套环的壁厚的两倍。虽然结构部件优选为是金属板形件，但衬套可以优选为铸件。结构部件或各自套环壁厚与衬套相比减小改善了压接衬套时套环的弹簧弹性屈服，并因此增加了生产质量。实施方案是有利的，其中，将套环成形以使其以高于安装侧的高度凸起，该高度至少等于或大于结构部件开口区域内结构部件的壁厚。此规定还提高了衬套压接时套环的弹簧弹性屈服。例如，此高度可以被选择为至少为结构部件和/或套环的壁厚的两倍。根据有利的实施方案，衬套上的接触面被配置为平坦的。接触面相应地位于接触平面内。因此，在衬套相对于结构部件开口的定心过程中，可以实现相对较大的公差。可替代地，衬套上的接触面也可以锥形的方式构造，因此接触面几乎形成圆锥面或圆锥体。当衬套经该锥形接触面与套环接触时，此结构形式导致衬套相对于结构部件开口的自定心。在另一个实施方案中，衬套可以具有通孔，该通孔在焊接的状态下与结构部件开口邻近并限定了衬套的纵向中心轴线。衬套的纵向中心轴线然后对应直线形和有利地圆柱形、优选地圆形圆柱形通孔的纵向中心轴线。此外衬套具有与远离结构部件的一侧上的接触面邻近并用于添加附加部件的耦合区域。如上所述，典型的附加部件如上所述可以是电气部件，例如传感器和诸如此类事物。在废气系统中，这样的附加部件可以优选为传感器，例如用于检测温度、压力、氧、硫和/或氮氧化物。特别地，衬套可以在耦合区域内具有螺纹，优选为内螺纹，其在围绕通孔的壁上构成。接触表面以环形方式在圆周平面内沿圆周路径运行。根据有利的实施方案，衬套的纵向中心轴线可垂直于圆周平面延伸。因此，产生结构，该结构使各自的附加部件相对于结构部件在结构部件开口区域内直接连接，因此此结构也可以设计为直的衬套。可替代地，衬套的纵向中心轴线相对于圆周平面以15°到75°范围的角度倾斜，优选30°到60°，特别是40°到50°。因此倾斜结构得以实现，这实现了各本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在金属结构部件（2）上紧固金属衬套（3）的方法，其中环形接触面（5）在衬套（3）上形成，其中结构部件开口（6）在结构部件（2）上形成，其中沿着结构部件开口（6）的圆周套环（7）通过围绕结构部件开口（6）的开口边缘（26）形成在结构部件（2）上，以使套环（7）在结构部件（2）的安装侧（8）凸起，其设置来施加衬套（3），其中将结构部件开口（6）区域内的衬套（3）压靠在结构部件（2）的安装侧（8）上，以使接触面（5）与套环（7）接触，其中将衬套（3）压靠在结构部件（2）上，以使接触面（5）在预应力下压靠在套环（7）上，其中进行电阻焊，同时接触面（5）以预应力的方式压靠在套环（7）上，以使衬套（3）和结构部件（2）在接触面（5）和套环（7）的接触区域内彼此焊接。

【技术特征摘要】
2015.08.21 DE 102015216013.01.用于在金属结构部件（2）上紧固金属衬套（3）的方法，其中环形接触面（5）在衬套（3）上形成，其中结构部件开口（6）在结构部件（2）上形成，其中沿着结构部件开口（6）的圆周套环（7）通过围绕结构部件开口（6）的开口边缘（26）形成在结构部件（2）上，以使套环（7）在结构部件（2）的安装侧（8）凸起，其设置来施加衬套（3），其中将结构部件开口（6）区域内的衬套（3）压靠在结构部件（2）的安装侧（8）上，以使接触面（5）与套环（7）接触，其中将衬套（3）压靠在结构部件（2）上，以使接触面（5）在预应力下压靠在套环（7）上，其中进行电阻焊，同时接触面（5）以预应力的方式压靠在套环（7）上，以使衬套（3）和结构部件（2）在接触面（5）和套环（7）的接触区域内彼此焊接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，衬套（3）压接在套环（7）上，以使套环（7）以弹簧弹性方式大部分屈服，以便以很大程度上封闭的方式在圆周方向上压靠在接触面（5）上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于结构部件（2），至少在结构部件开口（6）区域内选择小于具有接触面（5）的端部区域（29）内的衬套（3）壁厚（28）的壁厚（27）。4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，套环（7）成形以使其以高于安装侧（8）的高度（30）凸起，其至少等于或大于结构部件开口（6）区域内结构部件(2)的壁厚（27）。5.根据权利要求1到4中之一所述的方法，其特征在于，接触面（5）是平坦的或锥形的。6.根据权利要求1到5中之一所述的方法，其特征在于，衬套（3）具有通孔（11），通孔在焊接状态下邻接结构部件开口（6）并限定了衬套（3）的纵向中心轴线（12），衬套（3）具有与远离结构部件（2）一侧上的接触面（5）邻接并用于添加附加部件（25）的耦合区域（15）。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·格利希，
申请(专利权)人：埃贝斯佩歇废气技术合资公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE