DE102020122917A1

DE102020122917A1 - Method for producing a welding arrangement and welding arrangement and welding system

Info

Publication number: DE102020122917A1
Application number: DE102020122917.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Altersberger; Dirk Rotzsche
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Schweißanordnung (5) mit einem Blechteil (11), an dem beidseitig jeweils ein erstes Funktionselement (15) und ein zweites Funktionselement (13) verschweißt ist, wobei in der Schweißanordnung (5) ein Blechteil-Durchlass (21) zusammen mit einem Durchlass (23) des ersten Funktionselements (15) und mit einem Durchlass (19) des zweiten Funktionselements (13) eine Durchführung (27) bilden. Erfindungsgemäß erfolgt in einer Schweißanlage (29) ein gemeinsamer Schweißschritt, bei dem das erste Funktionselement (15) und das zweite Funktionselement (13) gleichzeitig mit dem Blechteil (11) verschweißt werden.The invention relates to a method for producing a welding arrangement (5) with a sheet metal part (11) to which a first functional element (15) and a second functional element (13) are welded on both sides, with a sheet metal part passage ( 21) form a passage (27) together with a passage (23) of the first functional element (15) and with a passage (19) of the second functional element (13). According to the invention, a joint welding step takes place in a welding system (29), in which the first functional element (15) and the second functional element (13) are simultaneously welded to the sheet metal part (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Schweißanordnung nach dem Anspruch 12 und eine Schweißanlage nach dem Anspruch 13.The invention relates to a method for producing a welding arrangement according to the preamble of claim 1 and a welding arrangement according to claim 12 and a welding system according to claim 13.

Um ein Unterfahrschutzelement an einer Fahrzeugunterseite anzuschrauben, ist am Innenblechteil oder am Außenblechteil des Fahrzeugschwellers eine Schweißmutter vorgesehen. Zur Vermeidung von Kontaktkorrosion kann es zweckmäßig sein, dass das Unterfahrschutzelement nicht direkt in Anlage mit dem Fahrzeugschweller ist, sondern stattdessen unter Zwischenlage einer Distanzhülse von diesem beabstandet ist.In order to screw an underride protection element to a vehicle underside, a weld nut is provided on the inner sheet metal part or on the outer sheet metal part of the vehicle rocker panel. In order to avoid contact corrosion, it can be expedient for the underride protection element not to be in direct contact with the vehicle rocker panel, but instead to be spaced apart from it with a spacer sleeve interposed.

In einem gattungsgemäßen Verfahren wird daher zunächst der Fahrzeugschweller mit einem Durchlass bereitgestellt. In einem Schweißschritt wird anschließend die Schweißmutter an die Innenseite des Schwellers verschweißt, so dass die Schweißmutter zu dem Fahrzeugschweller-Durchlass zentriert ist. In einem weiteren Schweißschritt wird anschließend eine Distanzhülse an die Außenseite des Fahrzeugschwellers verschweißt, so dass die Distanzhülse zum Fahrzeugschweller-Durchlass zentriert ist und der Fahrzeugschweller-Durchlass, die Schweißmutter und die Distanzhülse zusammen eine Durchführung bilden. In die Durchführung wird dann ein Schraubbolzen zum Anschrauben des Unterfahrschutzes geführt und in das Innengewinde der Schweißmutter eingeschraubt.In a generic method, therefore, the vehicle rocker is first provided with a passage. In a welding step, the weld nut is then welded to the inside of the sill, so that the weld nut is centered on the vehicle sill opening. In a further welding step, a spacer sleeve is then welded to the outside of the vehicle rocker panel, so that the spacer sleeve is centered on the vehicle rocker panel aperture and the vehicle rocker panel aperture, the weld nut and the spacer sleeve together form a passage. A screw bolt for screwing on the underrun protection is then guided into the bushing and screwed into the internal thread of the weld nut.

Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe Prozessaufwand um sicherzustellen, dass der Durchlass des Fahrzeugschwellers, die Distanzhülse und die Schweißmutter zueinander zentriert angeordnet sind und eine störkonturfreie Schraubbolzen-Durchführung bilden.A disadvantage of this method is the high process complexity to ensure that the passage of the vehicle rocker panel, the spacer sleeve and the weld nut are arranged centered on one another and form a threaded bolt passage that is free of interfering contours.

Aus der DE 10 2014 111 502 A1 ist ein integriertes Widerstandsschweißen von Funktionselement und Hilfsfügeelement bekannt. Die DE 10 2015 112 770 A1 offenbart ein Fügen mit Fügehilfselementen.From the DE 10 2014 111 502 A1 an integrated resistance welding of functional element and auxiliary joining element is known. the DE 10 2015 112 770 A1 discloses joining with auxiliary joining elements.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren, eine Schweißanordnung und eine Schweißanlage bereitzustellen, die eine im Vergleich dem Stand der Technik optimierte Verfahrensführung ermöglichen.The object of the invention is to provide a method, a welding arrangement and a welding system that enable an optimized method compared to the prior art.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1, 12 oder 13 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1, 12 or 13. Preferred developments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung einer Schweißanordnung mit einem Blechteil aus, an dem beidseitig jeweils ein erstes Funktionselement (beispielsweise eine Schweißmutter) und ein zweites Funktionselement (beispielsweise eine Distanzhülse) verschweißt ist. Der Blechteil-Durchlass bildet in der Schweißanordnung zusammen mit einem Durchlass des ersten Funktionselements und mit einem Durchlass des zweiten Funktionselements eine Durchführung, durch die beispielsweise ein Schraubbolzen führbar ist.The invention is based on a method for producing a welding arrangement with a sheet metal part to which a first functional element (for example a weld nut) and a second functional element (for example a spacer sleeve) are welded on both sides. In the welding arrangement, the sheet metal part passage, together with a passage of the first functional element and with a passage of the second functional element, forms a passage through which, for example, a screw bolt can be guided.

Um die Verfahrensführung insbesondere im Hinblick auf kurze Prozesszeiten zu optimieren, erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 in einer Schweißanlage, insbesondere einer Buckelschweißanlage, ein gemeinsamer Schweißschritt, bei dem das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement gleichzeitig mit dem Blechteil verschweißt werden.In order to optimize the procedure, in particular with regard to short process times, a joint welding step takes place in a welding system, in particular a projection welding system, in which the first functional element and the second functional element are welded to the sheet metal part at the same time.

In einer bevorzugten Prozessführung kann in der Schweißanlage zunächst ein Positionierschritt erfolgen, bei dem die beiden noch nicht verschweißten Funktionselemente unter Zwischenlage des Blechteils angeordnet werden und deren Durchlässe zueinander zentriert ausgerichtet werden. Dies hat den Vorteil, dass das Blechteil und die Funktionselemente zu Beginn des Schweißschrittes bereits lagerichtig positioniert sind und daher der gemeinsame Schweißschritt nicht für zusätzliche Positionierschritte unterbrochen werden muss und stattdessen in einem Schweiß-Zyklus durchgeführt werden kann.In a preferred process control, a positioning step can first take place in the welding system, in which the two functional elements that have not yet been welded are arranged with the sheet metal part interposed and their passages are aligned centered on one another. This has the advantage that the sheet metal part and the functional elements are already correctly positioned at the beginning of the welding step and therefore the joint welding step does not have to be interrupted for additional positioning steps and can instead be carried out in one welding cycle.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Schweißanlage als Zentrierhilfe einen Zentrierdorn aufweisen, der im Positionierschritt durch die Bauteil-Durchlässe der Funktionselemente und des Blechteils geführt werden kann. An den Funktionselementen beziehungsweise an dem Blechteil müssen daher keine zusätzlichen Zentrierhilfen vorgesehen sein, um eine Zentrierung der Durchlässe gewährleisten, da diese bereits durch den Zentrierdorn gewährleistet ist. Dies hat den Vorteil, dass handelsübliche Funktionselemente ohne Modifikationen verwendet werden können. Der Einsatz des Zentrierdornes hindert die Funktionselemente und/oder das Blechteil außerdem daran, dass diese, insbesondere während des Schweißschrittes, verkippen.In a particularly preferred embodiment, the welding system can have a centering mandrel as a centering aid, which can be guided through the component openings of the functional elements and the sheet metal part in the positioning step. No additional centering aids therefore have to be provided on the functional elements or on the sheet metal part in order to ensure centering of the passages, since this is already ensured by the centering mandrel. This has the advantage that commercial functional elements can be used without modifications. The use of the centering mandrel also prevents the functional elements and/or the sheet metal part from tilting, particularly during the welding step.

In einer konkreten Ausführungsform weist die Schweißanlage eine Punktschweißzange auf, bei der während des Schweißschritts die beiden Funktionselemente mit zwischengeordnetem Blechteil mit einer Elektrodenpresskraft zwischen Schweißelektroden geklemmt sind, und zwar unter Bildung eines Pressverbands. Dadurch ist sowohl eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen jeweils einem Funktionselement und dem Blechteil als auch zwischen den Funktionselementen untereinander gewährleistet, so dass der Schweißschritt prozesssicher durchführbar ist.In a specific embodiment, the welding system has spot welding tongs, in which during the welding step the two functional elements with an interposed sheet metal part are clamped between welding electrodes with an electrode pressure force, to be precise with the formation of a press fit. This results in reliable electrical contacting between a functional element and the sheet metal part as well as between the functional elements, so that the welding step can be carried out reliably.

Alternativ oder zusätzlich kann während des Schweißschritts jedes der Funktionselemente mit seiner dem Blechteil abgewandten Kontaktfläche in elektrischem Kontakt mit einer Elektrodenfläche einer zugeordneten Schweißelektrode gebracht sein. Dies hat den Vorteil, dass zwischen den Elektroden und den Funktionselementen nur ein geringer elektrischer Widerstand vorhanden ist und der Schweißschritt mit geringem Energiebedarf durchführbar ist.Alternatively or additionally, during the welding step, each of the functional elements can be brought into electrical contact with an electrode surface of an associated welding electrode with its contact surface facing away from the sheet metal part. This has the advantage that there is only a low electrical resistance between the electrodes and the functional elements and the welding step can be carried out with a low energy requirement.

Alternativ oder zusätzlich können während des Schweißschritts die Schwei-ßelektroden mit Schweißstrom beaufschlagt werden, und zwar unter Bildung einer Schweißverbindung zwischen dem Blechteil und dem ersten Funktionselement und unter Bildung einer Schweißverbindung zwischen dem Blechteil und dem zweiten Funktionselement.Alternatively or additionally, the welding electrodes can be supplied with welding current during the welding step, specifically forming a welded joint between the sheet metal part and the first functional element and forming a welded joint between the sheet metal part and the second functional element.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Zentrierdorn um eine Dorn-Höhe von der Elektrodenfläche einer der Schweißelektroden abragen. Durch den Überstand ist der Zentrierdorn auf einfache Weise als Zentrierhilfe einsetzbar.In a preferred embodiment, the centering mandrel can protrude from the electrode surface of one of the welding electrodes by a mandrel height. The centering mandrel can easily be used as a centering aid due to the overhang.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Durchlässe der Funktionselemente und/oder der Blechteil-Durchlass hohlzylindrisch bzw. als Rundloch ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Innenumfang der Durchlässe der Funktionselemente und/oder der Blechteil-Durchlass glattzylindrisch oder mit einem Innengewinde ausgebildet sein.In a particularly preferred embodiment, the openings of the functional elements and/or the sheet metal part opening can be designed as a hollow cylinder or as a round hole. Alternatively or additionally, the inner circumference of the openings of the functional elements and/or the sheet metal part opening can be designed as a smooth cylinder or with an internal thread.

Bevorzugt kann der Zentrierdorn einen glattzylindrischen Außenumfang aufweisen, so dass insbesondere der Zentrierdorn mit geringem Lochspiel durch den jeweiligen Funktionselement-Durchlass geführt ist. Insbesondere kann der durchmesserkleinere Zentrierabschnitt außer Gewindeeingriff mit dem Innengewinde der Schweißmutter sein.The centering mandrel can preferably have a smooth-cylindrical outer circumference, so that in particular the centering mandrel is guided through the respective functional element passage with little hole play. In particular, the smaller-diameter centering section can be out of threaded engagement with the internal thread of the weld nut.

Alternativ oder zusätzlich kann der Zentrierdorn mit großem Lochspiel durch den Blechteil-Durchlass geführt sein. Durch das Vorsehen der Lochspiele ist auf einfache Weise das Durchführen des Zentrierdornes durch die Funktionselement-Durchlässe und durch den Blechteil-Durchlass erleichtert.Alternatively or additionally, the centering mandrel can be guided through the sheet metal part passage with a large hole play. The provision of the holes makes it easier to guide the centering mandrel through the functional element openings and through the sheet metal part opening in a simple manner.

Besonders bevorzugt kann jedes der Funktionselemente an seiner dem Blechteil zugewandten Schweißfläche eine Schweißbuckel-Geometrie mit einer Material-Erhebung aufweisen, die im Schweißschritt in elektrischem Kontakt mit dem Blechteil ist. Dies hat den Vorteil, dass im Schweißschritt im Bereich der Material-Erhebung ein hoher elektrischer Widerstand auftritt, der zu einer starken Erwärmung der Material-Erhebung und der umliegenden Bauteile führt, so dass die Bauteile gezielt im Bereich der Material-Erhebung miteinander verschweißt werden können.Particularly preferably, each of the functional elements can have a welding projection geometry with a material elevation on its welding surface facing the sheet metal part, which is in electrical contact with the sheet metal part during the welding step. This has the advantage that in the welding step in the area of the material elevation, a high electrical resistance occurs, which leads to strong heating of the material elevation and the surrounding components, so that the components can be welded to one another in a targeted manner in the area of the material elevation .

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Funktionselement eine Schweißmutter sein und das zweite Funktionselement eine Distanzhülse mit glattzylindrischem Innenumfang sein, wobei insbesondere der Innendurchmesser der Distanzhülse größer als der Kerndurchmesser des Schweißmutter-Innengewindes sein kann.In a preferred embodiment, the first functional element can be a weld nut and the second functional element can be a spacer sleeve with a smooth cylindrical inner circumference, in which case the inner diameter of the spacer sleeve can be larger than the core diameter of the inner thread of the weld nut.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Zentrierdorn einen durchmessergroßen Zentrierabschnitt, der mit geringem Lochspiel durch die Distanzhülse geführt ist, und einen durchmesserkleinen Zentrierabschnitt aufweisen, der durch die Schweißmutter geführt ist, wobei insbesondere der durchmesserkleine Zentrierabschnitt um ein geringes Lochspiel kleiner als der Kerndurchmesser des Schweißmutter-Gewindes ist. Auf diese Weise ist die Geometrie des Zentrierdornes optimal auf die Geometrie der Funktionselemente abgestimmt, so dass einerseits der Zentrierdorn störkonturfrei durch die Bauteil-Durchlässe durchführbar ist und andererseits eine optimale Zentrierung der Bauteil-Durchlässe zueinander ermöglicht ist.In a particularly preferred embodiment, the centering mandrel can have a large-diameter centering section, which is guided through the spacer sleeve with a small hole clearance, and a small-diameter centering section, which is guided through the weld nut, with the small-diameter centering section in particular being a small hole clearance smaller than the core diameter of the weld nut -thread is. In this way, the geometry of the centering mandrel is optimally matched to the geometry of the functional elements, so that on the one hand the centering mandrel can be guided through the component passages without interfering contours and on the other hand an optimal centering of the component passages to one another is made possible.

In einer konkreten Ausführungsform kann der Zentrierdorn aus einem nicht leitfähigem Material gefertigt sein. Dies hat den Vorteil, dass im Schweißschritt kein Stromfluss durch den Zentrierdorn erfolgt, wodurch in vorteilhafter Weise verhindert ist, dass der Zentrierdorn mit einem der Bauteile verschweißt wird. Folglich ist auch nach Abschluss des Schweißschrittes sichergestellt, dass sich die Bauteile problemlos vom Zentrierdorn abnehmen lassen.In a specific embodiment, the centering mandrel can be made from a non-conductive material. This has the advantage that no current flows through the centering pin in the welding step, which advantageously prevents the centering pin from being welded to one of the components. Consequently, even after the welding step has been completed, it is ensured that the components can be removed from the centering mandrel without any problems.

Es zeigen:

1 in einer schematischen Schnittansicht einen Ausschnitt eines Fahrzeugunterbodens mit einem an einem Fahrzeugschweller angeschraubten Unterfahrschutzelement;
2 in einer schematischen Schnittansicht eine Schweißanordnung, und
3 bis 8 jeweils anhand einer Schnittansicht einen Verfahrensablauf zur Herstellung der Schweißanordnung in einer Schweißanlage.

Show it:

1 in a schematic sectional view, a detail of a vehicle underbody with an underride protection element screwed to a vehicle rocker;
2 a schematic sectional view of a welding arrangement, and
3 until 8th in each case based on a sectional view, a process sequence for producing the welding arrangement in a welding system.

In der 1 ist ein Unterfahrschutzelement 1 mittels eines Schraubbolzens 3 an einer Schweißanordnung 5 (siehe auch 2) angeschraubt, die am innenblechteil 11 eines Fahrzeugschwellers 7 ausgebildet ist. Der Fahrzeugschweller 7 ist als ein Hohlprofilträger realisiert, der aus dem Innenblechteil 11 und einem Außenblechteil 9 gebildet ist. Die Schweißanordnung 5 weist das Innenblechteil 11 auf, mit dem eine Distanzhülse 13 und eine Schweißmutter 15 verschweißt sind, wobei die Distanzhülse 13 an der dem Unterfahrschutzelement 1 zugewandten Seite des Innenblechteils 11 und die Schweißmutter 15 an der der Distanzhülse 13 gegenüberliegenden Seite des Innenblechteils 11 mit dem Innenblechteil 11 verschweißt ist. Der Schraubbolzen 3 ist in der Fahrzeughochrichtung z von unten nach oben durch einen Unterfahrschutzelement-Durchlass 17, einen Distanzhülsen-Durchlass 19, einen Blechteil-Durchlass 21 und durch einen Schweißmutter-Durchlass 23 (siehe auch 2) geführt, wobei der Schraubbolzen 3 außerdem in das Innengewinde 25 (siehe 2) der Schweißmutter 15 eingeschraubt ist.In the 1 is an underrun protection element 1 by means of a screw bolt 3 on a welding arrangement 5 (see also 2 ) screwed, which is formed on the inner panel part 11 of a vehicle rocker panel 7. The vehicle rocker panel 7 is implemented as a hollow profile support, which is formed from the inner sheet metal part 11 and an outer sheet metal part 9 . the Welding arrangement 5 has the inner sheet metal part 11, to which a spacer sleeve 13 and a weld nut 15 are welded, with the spacer sleeve 13 on the side of the inner sheet metal part 11 facing the underride protection element 1 and the weld nut 15 on the side of the inner sheet metal part 11 opposite the spacer sleeve 13 with the Inner sheet metal part 11 is welded. The screw bolt 3 is in the vehicle vertical direction z from bottom to top through an underride protection element passage 17, a spacer sleeve passage 19, a sheet metal part passage 21 and through a weld nut passage 23 (see also 2 ) out, with the bolt 3 also in the internal thread 25 (see 2 ) of the weld nut 15 is screwed in.

In der 2 ist die Schweißanordnung 5 in Alleinstellung dargestellt, das heißt ohne dem Unterfahrschutzelement 1 und ohne dem Außenblechteil 9. Das Innenblechteil 11, die Distanzhülse 13 und die Schweißmutter 15 sind miteinander verschweißt. Der Distanzhülsen-Durchlass 19, der Blechteil-Durchlass 21 und der Schweißmutter-Durchlass 23 sind zueinander zentriert ausgerichtet und bilden eine Schraubbolzen-Durchführung 27, durch die der Schraubbolzen 3 störkonturfrei führbar ist.In the 2 the welding arrangement 5 is shown on its own, ie without the underride protection element 1 and without the outer sheet metal part 9. The inner sheet metal part 11, the spacer sleeve 13 and the weld nut 15 are welded together. The spacer sleeve passage 19, the sheet metal part passage 21 and the weld nut passage 23 are aligned centered on one another and form a bolt passage 27 through which the bolt 3 can be guided without interfering contours.

Der Distanzhülsen-Durchlass 19, der Blechteil-Durchlass 21 und der Schweißmutter-Durchlass 23 sind jeweils als Rundloch mit im Wesentlichen glattzylindrischen Innenumfang 47 ausgebildet, während die Schweißmutter 15 mit dem Innengewinde 25 ausgebildet ist.The spacer sleeve passage 19 , the sheet metal part passage 21 and the weld nut passage 23 are each designed as a round hole with a substantially smooth-cylindrical inner circumference 47 , while the weld nut 15 is designed with the internal thread 25 .

Nachfolgend ist anhand der 3 bis 8 ein Verfahren zur Herstellung der Schweißanordnung 5 der 2 erläutert.The following is based on the 3 until 8th a method of manufacturing the welding assembly 5 of 2 explained.

In der 3 ist eine Schweißanlage 29 mit einer unteren Schweißelektrode 31 und einer oberen Schweißelektrode 33 dargestellt. Die Schweißelektroden 31, 33 sind mit einer Spannungsquelle 35 verbunden und werden für den gemeinsamen Schweißschritt zum stoffschlüssigen Verbinden von Blechteil 11, Distanzhülse 13 und Schweißmutter 15 (siehe 2) von der Spannungsquelle 35 mit einem Schweißstrom beaufschlagt. In der unteren Schweißelektrode 31 ist als Zentrierhilfe ein Zentrierdorn 37 vorgesehen, der in der unteren Schweißelektrode 31 axial federnd gelagert ist.In the 3 a welding system 29 with a lower welding electrode 31 and an upper welding electrode 33 is shown. The welding electrodes 31, 33 are connected to a voltage source 35 and are used for the common welding step for the integral connection of sheet metal part 11, spacer sleeve 13 and weld nut 15 (see 2 ) applied by the voltage source 35 with a welding current. A centering mandrel 37 is provided in the lower welding electrode 31 as a centering aid and is axially resiliently mounted in the lower welding electrode 31 .

Der Zentrierdorn 37 ragt von einer Elektrodenfläche 39 der unteren Schweißelektrode 31 um eine Dorn-Höhe h ab und weist einen glattzylindrischen Außenumfang auf. Ferner ist der Zentrierdorn 37 aus einem nicht leitfähigem Material gefertigt und weist einen durchmessergroßen Zentrierabschnitt 41 und einen sich daran in axialer Richtung anschließenden durchmesserkleinen Zentrierabschnitt 43 auf. Der durchmessergroße Zentrierabschnitt 41 ist der unteren Schweißelektrode 31 zugewandt und geht an einer Ringschulter 45 in den durchmesserkleinen Zentrierabschnitt 43 über, der der oberen Schweißelektrode 33 zugewandt ist.The centering mandrel 37 protrudes from an electrode surface 39 of the lower welding electrode 31 by a mandrel height h and has a smooth-cylindrical outer circumference. Furthermore, the centering mandrel 37 is made of a non-conductive material and has a large-diameter centering section 41 and a small-diameter centering section 43 adjoining it in the axial direction. The large-diameter centering section 41 faces the lower welding electrode 31 and merges at an annular shoulder 45 into the small-diameter centering section 43 , which faces the upper welding electrode 33 .

Nachfolgend wird anhand der 4 bis 6 ein Positionierschritt erläutert, der dem Schweißschritt zeitlich vorgelagert ist. Bei dem Positionierschritt werden die Schweißmutter 15, das Blechteil 11 und die Distanzhülse 13 in der Schweißanlage 29 zueinander positioniert, und zwar dadurch, dass der Zentrierdorn 37 durch die Durchlässe 17, 19, 21 geführt ist (siehe 6). Die Schweißmutter 15 und die Distanzhülse 13 sind somit unter Zwischenlage des Blechteils 11 angeordnet, so dass der Schweißmutter-Durchlass 23, der Blechteil-Durchlass 21 und der Distanzhülsen-Durchlass 19 zueinander zentriert ausgerichtet sind (siehe 6). In der 4 ist die Schweißanlage 29 dargestellt, nachdem die Distanzhülse 13 zu Beginn des Positionierschrittes auf die untere Schweißelektrode 31 aufgesetzt ist. Der Zentrierdorn 37 ist mit geringem Lochspiel s_K durch den Distanzhülsen-Durchlass 19 geführt, und zwar derart, dass der durchmessergroße Zentrierabschnitt 41 von dem Innenumfang 47 der Distanzhülse 13 umgeben ist. Die Distanzhülse 13 liegt mit einer Stirnseite auf der Elektrodenfläche 39 auf. An der der Elektrodenfläche 39 abgewandte Stirnseite weist die Distanzhülse 13 eine Schweißbuckel-Geometrie mit einer Material-Erhebung 51 auf.The following is based on the 4 until 6 explains a positioning step that precedes the welding step. In the positioning step, the weld nut 15, the sheet metal part 11 and the spacer sleeve 13 are positioned relative to one another in the welding system 29, specifically by the centering mandrel 37 being guided through the passages 17, 19, 21 (see Fig 6 ). The weld nut 15 and the spacer sleeve 13 are thus arranged with the interposition of the sheet metal part 11, so that the weld nut passage 23, the sheet metal part passage 21 and the spacer sleeve passage 19 are aligned centered on one another (see FIG 6 ). In the 4 the welding system 29 is shown after the spacer sleeve 13 has been placed on the lower welding electrode 31 at the beginning of the positioning step. The centering mandrel 37 is guided through the spacer sleeve passage 19 with a small hole clearance s _K in such a way that the large-diameter centering section 41 is surrounded by the inner circumference 47 of the spacer sleeve 13 . The spacer sleeve 13 rests with one end face on the electrode surface 39 . On the end face facing away from the electrode surface 39 , the spacer sleeve 13 has a weld boss geometry with a material elevation 51 .

In der 5 ist zusätzlich zu der Distanzhülse 13 auch das Blechteil 11 in die Schweißanlage 29 eingelegt. Das Blechteil 11 liegt auf der Material-Erhebung 51 der Distanzhülse 13 auf, so dass die Material-Erhebung 51 beim Schweißschritt in elektrischem Kontakt mit dem Blechteil 11 ist. Der Zentrierdorn 37 ist mit einem großem Lochspiel s_G durch den Blechteil-Durchlass 21 geführt, und zwar derart, dass der durchmesserkleine Zentrierabschnitt 43 von dem Innenumfang 49 des Blechteils 11 umgeben ist.In the 5 the sheet metal part 11 is also inserted into the welding system 29 in addition to the spacer sleeve 13 . The sheet metal part 11 rests on the material elevation 51 of the spacer sleeve 13, so that the material elevation 51 is in electrical contact with the sheet metal part 11 during the welding step. The centering mandrel 37 is guided through the sheet metal part passage 21 with a large hole clearance s _G in such a way that the small-diameter centering section 43 is surrounded by the inner circumference 49 of the sheet metal part 11 .

In der 6 ist zusätzlich zu der Distanzhülse 13 und dem Blechteil 11 auch die Schweißmutter 15 in die Schweißanlage 29 eingelegt. Die Schweißmutter 15 weist an ihrer der unteren Schweißelektrode 31 zugewandten Stirnseite eine Schweißbuckel-Geometrie mit einer Material-Erhebung 51 auf, die an dem Blechteil 11 anliegt und die im Schweißschritt in elektrischem Kontakt mit dem Blechteil 11 ist. Der Zentrierdorn 37 ist durch den Schweißmutter-Durchlass 23 geführt, wobei der Durchmesser d des durchmesserkleinen Zentrierabschnittes 43 um ein geringes Lochspiel s_K kleiner als der Kerndurchmesser D₁ des Schweißmutter-Innengewindes 25 ist. Der durchmesserkleine Zentrierabschnitt 43 ist daher mit geringem Lochspiel s_K durch den Schweißmutter-Durchlass 23 geführt, wobei der Innenumfang, das heißt das Innengewinde 25, der Schweißmutter 15 den durchmesserkleinen Zentrierabschnitt 43 umgibt. Der Distanzhülsen-Durchlass 19, der Blechteil-Durchlass 21 und der Schweißmutter-Durchlass 23 bilden somit die Durchführung 27 durch die der Schraubbolzen 3 beim Anschraubvorgang des Unterfahrschutzelementes 1 störkonturfrei durchführbar ist (siehe 2). In der 7 ist die Schweißanlage 29 dargestellt, nachdem eine Elektrodenfläche 53 der oberen Schweißelektrode 33 in Vorbereitung für den Schweißschritt in Anlage mit der Schweißmutter 15 gebracht ist. Die Distanzhülse 13, die Schweißmutter 15 und das zwischengeordnete Blechteil 11 sind mit einer Elektrodenpresskraft F_A zwischen die untere Schweißelektrode 31 und die obere Schweißelektrode 33 geklemmt, und zwar unter Bildung eines Pressverbandes. Folglich ist sowohl die Schweißmutter 15 als auch die Distanzhülse 13 mit ihrer dem Blechteil 11 abgewandten Kontaktfläche in elektrischem Kontakt mit der Elektrodenfläche 39 der unteren Schweißelektrode 31 oder der Elektrodenfläche 53 der oberen Schweißelektrode 33 gebracht. Während des Schweißschrittes werden die untere und die obere Schweißelektrode 31, 33 von der Spannungsquelle 35 mit dem Schweißstrom beaufschlagt. Dadurch werden unter Bildung der Schweißanordnung 5 sowohl die Distanzhülse 13 als auch die Schweißmutter 15 mit dem Blechteil 11 verschweißt, und zwar unter Bildung einer Schweißverbindung, wie dies in der 8 dargestellt ist.In the 6 the welding nut 15 is also inserted into the welding system 29 in addition to the spacer sleeve 13 and the sheet metal part 11 . On its end face facing the lower welding electrode 31, the weld nut 15 has a weld projection geometry with a material elevation 51 which bears against the sheet metal part 11 and is in electrical contact with the sheet metal part 11 during the welding step. The centering mandrel 37 is guided through the weld nut passage 23 , the diameter d of the small-diameter centering section 43 being smaller than the core diameter D ₁ of the weld nut internal thread 25 by a small hole clearance s _K . The small-diameter centering section 43 is therefore performed with a small hole play s _K through the weld nut passage 23, the Inner circumference, ie the internal thread 25, of the weld nut 15 surrounds the centering section 43 with a small diameter. The spacer sleeve passage 19, the sheet metal part passage 21 and the weld nut passage 23 thus form the passage 27 through which the screw bolt 3 can be passed without interfering contours when screwing on the underride protection element 1 (see Fig 2 ). In the 7 1 shows the welder 29 after an electrode surface 53 of the upper weld electrode 33 has been brought into engagement with the weld nut 15 in preparation for the welding step. The spacer sleeve 13, the welding nut 15 and the interposed sheet metal part 11 are clamped between the lower welding electrode 31 and the upper welding electrode 33 with an electrode pressing force F _A , specifically with the formation of a press fit. Consequently, both the welding nut 15 and the spacer sleeve 13 are brought into electrical contact with the electrode surface 39 of the lower welding electrode 31 or the electrode surface 53 of the upper welding electrode 33 with their contact surface facing away from the sheet metal part 11 . During the welding step, the welding current is applied to the lower and the upper welding electrodes 31, 33 from the voltage source 35. As a result, both the spacer sleeve 13 and the weld nut 15 are welded to the sheet metal part 11 to form the welding arrangement 5, with the formation of a welded joint, as is shown in FIG 8th is shown.

BezugszeichenlisteReference List

11: Unterfahrschutzelementunderrun protection element
33: Schraubbolzenbolts
55: Schweißanordnungwelding arrangement
77: Fahrzeugschwellervehicle rocker
99: Außenblechteilouter panel part
1111: Innenblechteilinner panel part
1313: Distanzhülsespacer sleeve
1515: Schweißmutterweld nut
1717: Unterfahrschutzelement-DurchlassUnderrun protection element outlet
1919: Distanzhülsen-DurchlassSpacer passage
2121: Blechteil-Durchlasssheet metal passage
2323: Schweißmutter-Durchlassweld nut passage
2525: Innengewindeinner thread
2727: Durchführungexecution
2929: Schweißanlagewelding system
3131: untere Schweißelektrodelower welding electrode
3333: obere Schweißelektrodeupper welding electrode
3535: Spannungsquellevoltage source
3737: Zentrierdorncentering mandrel
3939: Elektrodenfläche der unteren SchweißelektrodeElectrode surface of the lower welding electrode
4141: durchmessergroßer Zentrierabschnittlarge-diameter centering section
4343: durchmesserkleiner Zentrierabschnittdiameter small centering section
4545: Ringschulterring shoulder
4747: Innenumfang der DistanzhülseInner circumference of the spacer sleeve
4949: Innenumfang des Blechteilsinner circumference of the sheet metal part
5151: Material-Erhebungmaterial survey
5353: Elektrodenfläche der oberen SchweißelektrodeElectrode surface of the upper welding electrode
di.e: Durchmesser des durchmesserkleineren ZentrierabschnittesDiameter of the smaller diameter centering section
dIdI: Innendurchmesser der DistanzhülseInner diameter of the spacer sleeve
D1D1: Kerndurchmessercore diameter
FAFA: Elektrodenpresskraftelectrode pressing force
hH: Dorn-HöheDorn Height
sKsK: geringes Lochspiellow hole play
sGsG: großes Lochspielbig hole game
xx: Fahrzeuglängsrichtungvehicle longitudinal direction
yy: Fahrzeugquerrichtungvehicle transverse direction
ze.g: Fahrzeughochrichtungvehicle elevation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102014111502 A1 [0005]DE 102014111502 A1 [0005]
DE 102015112770 A1 [0005]DE 102015112770 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schweißanordnung (5) mit einem Blechteil (11), an dem beidseitig jeweils ein erstes Funktionselement (15) und ein zweites Funktionselement (13) verschweißt ist, wobei in der Schweißanordnung (5) ein Blechteil-Durchlass (21) zusammen mit einem Durchlass (23) des ersten Funktionselements (15) und mit einem Durchlass (19) des zweiten Funktionselements (13) eine Durchführung (27) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schweißanlage (29) ein gemeinsamer Schweißschritt erfolgt, bei dem das erste Funktionselement (15) und das zweite Funktionselement (13) gleichzeitig mit dem Blechteil (11) verschweißt werden.Method for producing a welding arrangement (5) with a sheet metal part (11) to which a first functional element (15) and a second functional element (13) are welded on both sides, with a sheet metal part passage (21) together in the welding arrangement (5). form a passage (27) with a passage (23) of the first functional element (15) and with a passage (19) of the second functional element (13), characterized in that a joint welding step takes place in a welding system (29), in which the first functional element (15) and the second functional element (13) are welded simultaneously to the sheet metal part (11).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schweißanlage (29) zunächst ein Positionierschritt erfolgt, bei dem die beiden noch nicht verschweißten Funktionselemente (13, 15) unter Zwischenlage des Blechteils (11) angeordnet werden und deren Durchlässe (19, 21, 23) zueinander zentriert ausgerichtet werden.procedure after claim 1 , characterized in that a positioning step first takes place in the welding system (29), in which the two functional elements (13, 15) which have not yet been welded are arranged with the sheet metal part (11) being placed in between and their passages (19, 21, 23) centered with respect to one another be aligned.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißanlage (29) als Zentrierhilfe einen Zentrierdorn (37) aufweist, und dass im Positionierschritt der Zentrierdorn (37) durch die Bauteil-Durchlässe (19, 21, 23) der Funktionselemente (13, 15) und des Blechteils (11) geführt wird.procedure after claim 2 , characterized in that the welding system (29) has a centering pin (37) as a centering aid, and that in the positioning step the centering pin (37) is pushed through the component passages (19, 21, 23) of the functional elements (13, 15) and the sheet metal part (11) is performed.

Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schweißschritts die beiden Funktionselemente (13, 15) mit zwischengeordnetem Blechteil (11) mit einer Elektrodenpresskraft (F_A) zwischen Schweißelektroden (31, 33) geklemmt sind, und zwar unter Bildung eines Pressverbands, und/oder dass während des Schweißschritts jedes der Funktionselemente (13, 15) mit seiner dem Blechteil (11) abgewandten Kontaktfläche in elektrischem Kontakt mit einer Elektrodenfläche (39, 53) einer zugeordneten Schweißelektrode (31, 33) gebracht ist, und/oder dass während des Schweißschritts die Schweißelektroden (31, 33) mit Schweißstrom beaufschlagt werden, und zwar unter Bildung einer Schweißverbindung zwischen dem Blechteil (11) und dem ersten Funktionselement (15) und unter Bildung einer Schweißverbindung zwischen dem Blechteil (11) und dem zweiten Funktionselement (13).procedure after claim 1 , 2 or 3 , characterized in that during the welding step the two functional elements (13, 15) with the sheet metal part (11) arranged in between are clamped with an electrode pressing force (F _A ) between welding electrodes (31, 33), specifically with the formation of a press fit, and/or that during the welding step each of the functional elements (13, 15) is brought into electrical contact with its contact surface facing away from the sheet metal part (11) with an electrode surface (39, 53) of an associated welding electrode (31, 33), and/or that during the welding step the Welding electrodes (31, 33) are supplied with welding current, with the formation of a welded joint between the sheet metal part (11) and the first functional element (15) and with the formation of a welded joint between the sheet metal part (11) and the second functional element (13).

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierdorn (37) um eine Dorn-Höhe (h) von der Elektrodenfläche (39, 53) einer der Schweißelektroden (31, 33) abragt.procedure after claim 4 , characterized in that the centering mandrel (37) protrudes from the electrode surface (39, 53) of one of the welding electrodes (31, 33) by a mandrel height (h).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (19, 23) der Funktionselemente (13, 15) und/oder der Blechteil-Durchlass (21) hohlzylindrisch bzw. als Rundloch ausgebildet sind, und/oder dass der Innenumfang (47, 49) der Durchlässe (19, 23) der Funktionselemente und/oder der Blechteil-Durchlass (21) glattzylindrisch oder mit einem Innengewinde (25) ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the openings (19, 23) of the functional elements (13, 15) and/or the sheet metal part opening (21) are designed as hollow cylinders or as a round hole, and/or that the inner circumference ( 47, 49) of the passages (19, 23) of the functional elements and/or the sheet metal part passage (21) is designed as a smooth cylinder or with an internal thread (25).

Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierdorn (37) einen glattzylindrischen Außenumfang aufweist, und dass insbesondere der Zentrierdorn (37) mit geringem Lochspiel (s_K) durch den jeweiligen Funktionselement-Durchlass (19, 23) geführt ist, und/oder dass der Zentrierdorn (37) mit großem Lochspiel (s_G) durch den Blechteil-Durchlass (21) geführt ist.procedure after claim 4 , 5 or 6 , characterized in that the centering mandrel (37) has a smooth-cylindrical outer circumference, and in that in particular the centering mandrel (37) is guided through the respective functional element passage (19, 23) with a small hole clearance (s _K ), and/or that the centering mandrel (37) is guided through the sheet metal passage (21) with a large hole play (s _G ).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Funktionselemente (13, 15) an seiner dem Blechteil (11) zugewandten Schweißfläche eine Schweißbuckel-Geometrie mit einer Material-Erhebung (51) aufweist, die im Schweißschritt in elektrischem Kontakt mit dem Blechteil (11) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that each of the functional elements (13, 15) has a welding projection geometry with a material elevation (51) on its welding surface facing the sheet metal part (11), which in the welding step is in electrical contact with the Sheet metal part (11).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funktionselement eine Schweißmutter (15) ist und das zweite Funktionselement eine Distanzhülse (13) mit glattzylindrischem Innenumfang (47) ist, und dass insbesondere der Innendurchmesser (d_I) der Distanzhülse (13) größer als der Kerndurchmesser (D₁) des Schweißmutter-Innengewindes (25) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional element is a weld nut (15) and the second functional element is a spacer sleeve (13) with a smooth cylindrical inner circumference (47), and in that in particular the inner diameter (d _I ) of the spacer sleeve (13 ) is larger than the core diameter (D ₁ ) of the weld nut internal thread (25).

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierdorn (37) einen durchmessergroßen Zentrierabschnitt (41), der mit geringem Lochspiel (s_K) durch die Distanzhülse (13) geführt ist, und einen durchmesserkleinen Zentrierabschnitt (43) aufweist, der durch die Schweißmutter (15) geführt ist, und dass insbesondere der durchmesserkleine Zentrierabschnitt (43) um ein geringes Lochspiel (s_K) kleiner als der Kerndurchmesser (D₁) des Schweißmutter-Innengewindes (25) ist.procedure after claim 9 , characterized in that the centering mandrel (37) has a large-diameter centering section (41) which is guided through the spacer sleeve (13) with a small hole clearance (s _K ) and a small-diameter centering section (43) which is guided through the weld nut (15) is guided, and that in particular the small-diameter centering section (43) is smaller by a small hole clearance (s _K ) than the core diameter (D ₁ ) of the weld nut internal thread (25).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierdorn (37) aus einem nicht leitfähigem Material gefertigt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the centering mandrel (37) is made of a non-conductive material.

Schweißanordnung, die in einem Verfahren nach eine der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.Welding assembly made by a method according to any one of the preceding claims.

Schweißanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Welding system for carrying out a method according to one of the preceding claims.