DE102023002834A1

DE102023002834A1 - Bauteilanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Bauteilanordnung

Info

Publication number: DE102023002834A1
Application number: DE102023002834.7A
Authority: DE
Inventors: Dirk Steffens; Michael Stocker
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung (1, 10) mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht (5) miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drittes Bauteil (4) vorgesehen ist, welches mit einem der beiden anderen Bauteilen (2, 3) mittels einer zweiten Schweißnaht (6) verbindbar oder verbunden ist, wobei die zweite Schweißnaht (6) entlang einer Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5) und diese zumindest partiell überlagernd aufbringbar oder aufgebracht ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren (V) zur Herstellung einer solchen Bauteilanordnung (1, 10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung, insbesondere zum Verschweißen, einer Bauteilanordnung mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen.
Aus der DE 199 47 314 A1 ist eine Vorrichtung, umfassend eine Schweißverbindung zwischen wenigstens zwei durch eine Schweißnaht flüssigkeits- und/oder gasdicht miteinander verbundenen Bauteilen aus Stahl, Edelstahl oder dergleichen bekannt, wobei die Schweißnaht zumindest an ihrem Endabschnitt von einer zweiten Schweißnaht überlagert ist, welche bezüglich der ursprünglichen Schweißnaht mit verminderter Streckenenergie erzeugt ist.
Aus der WO 2009/118313 A1 ist ein Bauteil mit zwei sich überlappenden Schweißnähten bekannt, wobei ein Überlappungsbereich 40% bis 60% der Breite der Schweißnähte beträgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bauteilanordnung aus zumindest drei miteinander zu verbindenden und zu verschweißenden Bauteilen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilanordnung anzugeben.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Bauteilanordnung erfindungsgemäß gelöst durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erfindungsgemäß gelöst durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Bauteilanordnung mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen weist ein drittes Bauteil auf, welches mit einem der beiden anderen Bauteilen mittels einer zweiten Schweißnaht verbindbar oder verbunden ist, wobei die zweite Schweißnaht entlang einer Kontur der ersten Schweißnaht und diese zumindest partiell überlagernd aufzubringen oder aufgebracht ist.
Beim Anordnen und Verschweißen von bereits geschweißten Verbindungen in einer Überlappung kann es aufgrund einer Erhöhung der ersten Schweißnaht an einem Bauteil zur Bildung eines Spaltes zwischen zwei nachträglich zu verbindenden Bauteilen kommen, welcher eine fehlerfreie Ausführung einer zweiten Schweißnaht verhindert.
Die erfindungsgemäße Bauteilanordnung stellt eine weitestgehend fehlerfreie Lösung zum Schweißen einer geschweißten Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung bereit, in der die zweite Schweißnaht entlang einer Kontur der ersten Schweißnaht derart aufgebracht wird oder ist, dass die erste Schweißnaht zumindest partiell überlagert und mitverschweißt wird oder ist. Durch Zusammenführen zweier Schweißnähte entlang einer gemeinsamen Kontur, beispielsweise entlang einer gemeinsamen Bahn und/oder Kurve, kann eine Schweißverbindung der Bauteile in ihren Eigenschaften vergleichsweise verbessert werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Festigkeit einer Gesamtverbindung, insbesondere im Überlappungs- oder Überlagerungsbereich zweier Schweißnähte verbessert ist. Beim Erzeugen der zweiten Schweißnaht und dem gleichzeitig partiellen Aufschmelzen der ersten Schweißnaht kann unter Verwendung eines geeigneten Spannelementes ein möglicher Spalt zwischen den zu verbindenden Bauteilen in seiner Ausprägung reduziert werden.
Zur Herstellung der Bauteilanordnung können herkömmliche Anlagentechniken verwendet werden. Eine Qualitätsprüfung kann beispielsweise in konventioneller Art und Weise erfolgen.
Die Bauteilanordnung kann eine elektronische Baueinheit oder Baugruppe sein und beispielsweise elektronische Bauteile, beispielsweise Bauelemente, aufweisen. Durch die Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung zweier Schweißnähte kann eine Stromtragfähigkeit erhöht werden.
Die Bauteilanordnung kann eine Batteriezellenanordnung sein, wobei beispielsweise Zellverbindungselemente, auch Zellverbinder genannt, mit Batteriezellen verbindbar oder verbunden sind. Hierfür sind eine direkte Verbindung von Schweißnaht zu Schweißnaht und eine damit einhergehende Verkürzung einer Verbindungsstrecke geeignet.
Die zweite Schweißnaht kann als Kehlnaht oder I-Naht ausgebildet sein. Die Schweißnaht kann mittels eines Laserschweißverfahrens, Strahlschweißverfahrens, Elektronenstrahlschweißverfahrens oder dergleichen erzeugt werden.
Die Bauteile können gleiche oder unterschiedliche Materialien und/oder Materialkombinationen und/oder Legierungen aufweisen.
In einer möglichen Ausführungsform kann zumindest eines der Bauteile als ein Verstärkungselement ausgebildet sein. Die Bauteilanordnung kann ein Verbindungsbauteil einer Sitzstruktur eines Sitzes oder einer Fahrzeugkarosserie sein. Eine derartige Sitzstruktur oder Fahrzeugkarosserie kann zur Aufnahme von einwirkenden Kräften ausgebildet sein. Mittels der Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung der Schweißnähte können sowohl bestimmte Festigkeitsanforderungen als auch Gewichtsanforderungen und Bauraumanforderungen erfüllt werden. Durch die Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung kann auf weitere Befestigungselemente und Verbindungsverfahren sowie aufwendige Materialdopplungen verzichtet werden.
In einer möglichen Ausführungsform bewirkt eine Aufbringung der zweiten Schweißnaht eine partielle Schmelzung der ersten Schweißnaht, wobei eine Schmelztiefe der zweiten Schweißnaht in die erste Schweißnaht maximal einem 1,15-fachen einer Materialstärke des dritten Bauteils entspricht.
In einer möglichen Ausführungsform ist die zweite Schweißnaht derart ausgebildet, dass eine Breite der zweiten Schweißnaht mindestens einer Breite der ersten Schweißnaht entspricht.
In einer möglichen Ausführungsform erfolgt eine Positionierung der zweiten Schweißnaht relativ zur ersten Schweißnaht anhand vorab ermittelter Abmessungsdaten in Bezug auf die Kontur der ersten Schweißnaht.
In einer möglichen Ausführungsform erfolgt eine Positionierung der zweiten Schweißnaht relativ zur ersten Schweißnaht anhand vorgegebener Referenzpunkte an zumindest einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Bauteilanordnung mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen umfasst folgende Schritte: Anordnung zumindest eines dritten Bauteils an einem der beiden miteinander verbundenen Bauteilen und Aufbringung einer zweiten Schweißnaht entlang einer Kontur der ersten Schweißnaht, wobei die Kontur der ersten Schweißnaht von der zweiten Schweißnaht zumindest partiell überlagert wird.
Als zweite Schweißnaht kann eine Kehlnaht oder I-Naht auf die erste Schweißnaht aufgebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist flexibel anwendbar bei unterschiedlichen Schweißnahtüberhöhungen und daraus resultierenden Spalten zwischen den Bauteilen. Für das Verfahren kann eine Laserschweißtechnik verwendet werden.
Das Verfahren kann zur Verbindung von unterschiedlichen Bauteilen mit unterschiedlichen Materialien, Materialkombinationen oder mit Kombinationen aus gleichen Werkstoffen und/oder Legierungen sowie für Mischverbindungen angewendet werden.
In einer möglichen Ausführungsform wird bei Aufbringung der zweiten Schweißnaht die erste Schweißnaht partiell geschmolzen, wobei eine Schmelztiefe der zweiten Schweißnaht in die erste Schweißnaht maximal einem 1,15-fachen einer Materialstärke des dritten Bauteils entspricht. Dies ermöglicht gute Verbindungseigenschaften der Schweißnähte miteinander und mit dem mit dem dritten Bauteil zu verbindenden Bauteil. Beim Erzeugen der zweiten Schweißnaht und dem gleichzeitig partiellen Aufschmelzen der ersten Naht kann unter Verwendung eines geeigneten Spannelementes ein möglicher Spalt in seiner Ausprägung reduziert werden.
In einer möglichen Ausführungsform wird die zweite Schweißnaht mit einer Breite, die mindestens einer Breite der ersten Schweißnaht entspricht, aufgebracht.
In einer möglichen Ausführungsform wird die zweite Schweißnaht relativ zur ersten Schweißnaht anhand vorab ermittelter Abmessungsdaten in Bezug auf die Kontur der ersten Schweißnaht ausgerichtet und positioniert.
In einer möglichen Ausführungsform wird die zweite Schweißnaht relativ zur ersten Schweißnaht anhand vorgegebener Referenzpunkte an zumindest einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteile ausgerichtet und positioniert. Beispielsweise kann zumindest ein Referenzpunkt oder eine Mehrzahl von Referenzpunkten derart gewählt werden, dass bei einer Seitenschnittansicht der ersten Schweißnaht die zweite Schweißnaht annähernd senkrecht oberhalb oder annähernd fluchtend, beispielsweise in einer Z Richtung, zu der ersten Schweißnaht angebracht werden kann.
In einer möglichen Ausführungsform ergibt sich aus der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht eine Gesamtschweißnaht, welche sich aus der ersten und der zweiten Schweißnaht zusammensetzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch in Schnittansicht eine Bauteilanordnung mit drei miteinander verbundenen Bauteilen nach dem Stand der Technik,
2 schematisch in Schnittansicht eine Bauteilanordnung mit zwei mittels einer Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen,
3 schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung mit zwei sich überlagernden Schweißnähten,
4 schematisch in Schnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Bauteilanordnung mit miteinander verbundenen Bauteilen mittels zwei sich überlagernden Schweißnähten,
5 schematisch in perspektivischer Ansicht eine Bauteilanordnung mit zwei mittels einer Schweißnaht miteinander verbundenen Bauteilen,
6 schematisch in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Bauteilanordnung mit miteinander verbundenen Bauteilen mittels zwei sich überlagernden Schweißnähten und
7 schematisch ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Bauteilanordnung mit zwei sich überlagernden Schweißnähten.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch in Schnittansicht eine Bauteilanordnung 1 mit drei miteinander verbundenen Bauteilen 2, 3, 4 nach dem Stand der Technik, wobei ein erstes Bauteil 2 und ein zweites Bauteil 3 mittels einer ersten Schweißnaht 5 miteinander verbunden sind.
Ein drittes Bauteil 4 ist an dem zweiten Bauteil 3, beispielsweise nachträglich, mittels einer zweiten Schweißnaht 6 befestigt. Durch eine Schweißnahtüberhöhung 5.1, die aus einer Aufbringung der ersten Schweißnaht 5 resultiert, kann bei Anordnung des dritten Bauteils 4 am zweiten Bauteil 3 ein Spalt 7, insbesondere ein Fügespalt, entstehen. Beispielsweise können solche Schweißnahtüberhöhungen 5.1 durch spanhebende Bearbeitungen nachbearbeitet und entfernt oder vertieft werden. Dies führt jedoch zu einem Mehraufwand. Wie in 1 dargestellt, ist es in herkömmlicher Weise üblich, in einem Bereich außerhalb der ersten Schweißnaht 5, insbesondere der Schweißnahtüberhöhung 5.1, eine zweite Schweißnaht 6 aufzubringen, die das dritte Bauteil 4 mit dem zweiten Bauteil 3 zumindest stoffschlüssig verbindet. Die zweite Schweißnaht 6 kann beispielsweise aufgrund eines durch die Schweißnahtüberhöhung 5.1 erzeugten Versatzes oder eine erzeugte Ausrichtung des dritten Bauteils 4 zum zweiten Bauteil 3 fehlerhaft aufgebracht sein. Dies kann zu einer instabilen Verbindung führen.
2 zeigt schematisch in Schnittansicht eine Bauteilanordnung 10 mit zwei mittels einer Schweißnaht 5 miteinander verbundenen Bauteilen 2, 3.
Die Schweißnaht 5 weist beispielsweise eine Schweißnahtüberhöhung 5.1 auf. Die Schweißnahtüberhöhung 5.1 kann insbesondere in einem Startpunkt und Endpunkt der Schweißnaht 5 entstehen. Die Schweißnaht 5 weist eine erste Breite b_S1 auf.
Die Bauteile 2 und 3 sind anschließend mit einem dritten Bauteil 4 zu verbinden. Hierfür wird auf 3 verwiesen.
3 zeigt schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung 10 mit zwei sich überlagernden beziehungsweise überlappenden Schweißnähten 5 und 6.
Die erfindungsgemäße Bauteilanordnung 10 stellt eine weitestgehend fehlerfreie Lösung zum Schweißen einer geschweißten Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung bereit, in der die zweite Schweißnaht 6 entlang einer Kontur 5.2, beispielsweise einer Bahn, insbesondere einer Schweißbahn, oder einer Kurve, insbesondere einer Schweißkurve, oder einer beliebigen Konturenform, der ersten Schweißnaht 5 derart aufgebracht wird oder ist, dass die erste Schweißnaht 5 zumindest partiell überlagert und mitverschweißt wird oder ist. Die Kontur 5.2 entspricht einem Verlauf und/oder einer Form der ersten Schweißnaht 5 beispielsweise in Bezug auf eine Längsrichtung X, beispielsweise eine Längsausdehnungsrichtung, und/oder Querrichtung Y, beispielsweise einer Querausdehnungsrichtung, der Bauteilanordnung 10.
Beim Schweißen der zweiten Schweißnaht 6 in Überlagerung der ersten, vorhandenen Schweißnaht 5 kann gelten:

- mindestens partielle Überlagerung entlang einer Bahn mit x (y, z)₁ = x (y, z)₂, wobei x (y, z)₁ einer Form und/oder einem Verlauf der ersten Schweißnaht 5 entspricht und x (y, z)₂ einer Form und/oder einem Verlauf der zweiten Schweißnaht 6 entspricht.

Mit anderen Worten: Die zweite Schweißnaht 6 folgt zumindest partiell der Kontur 5.2 der ersten Schweißnaht 5. Zum Beispiel ist die Kontur 5.2 in Form einer Linie und/oder Kurve ausgebildet in Bezug auf eine Längsrichtung X, beispielsweise eine Längsausdehnungsrichtung, einer Querrichtung Y, beispielsweise einer Querausdehnungsrichtung, und/oder eine Vertikalrichtung Z, beispielsweise einer Hochausdehnungsrichtung der Bauteilanordnung 10.
Durch Zusammenführen der beiden Schweißnähte 5, 6 entlang einer gemeinsamen Kontur 5.2, die durch die erste Schweißnaht 5 vorgegeben wird, kann eine Schweißverbindung der Bauteile 2 bis 4 in ihren Eigenschaften verbessert werden. Durch ein Schweißen einer Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung zweier Schweißnähte 5, 6 kann der Spalt 7, insbesondere ein Fügespalt, in seiner Höhe reduziert oder gar eliminiert werden, beispielsweise mittels zusätzlicher Druckeinwirkung und/oder Spanneinwirkung, beispielsweise in einer Z Richtung. Alternativ wird der Spalt 7 beibehalten, wobei die Bauteile 4 und 3 im Wesentlichen parallel ausgerichtet verbleiben. Die zweite Schweißnaht 6 kann weitestgehend fehlerfrei ausgebildet werden.
Die erste Schweißnaht 5 und die zweite Schweißnaht 6 sind zumindest am und/oder entlang der Schweißnahtüberhöhung 5.1 miteinander verbindbar oder verbunden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Festigkeit einer Gesamtverbindung, insbesondere im Überlappungs- oder Überlagerungsbereich zweier Schweißnähte 5, 6 verbessert ist. Beim Erzeugen der zweiten Schweißnaht 6 und dem dadurch erzielbaren partiellen Aufschmelzen oder Miteinschmelzen der ersten Schweißnaht 5 kann unter Verwendung eines geeigneten, nicht näher dargestellten, Spannelementes der Spalt 7 zwischen den zu verbindenden Bauteilen 3, 4 in seiner Ausprägung reduziert werden. Insbesondere werden die Bauteile 3 und 4 miteinander verbunden, indem die zweite Schweißnaht 6 mit der Schweißnahtüberhöhung 5.1 der ersten Schweißnaht 5 zusammengeführt, beispielsweise verschweißt oder verschmolzen, wird.
In einer möglichen Ausführungsform bewirkt eine Aufbringung der zweiten Schweißnaht 6 eine partielle Schmelzung der ersten Schweißnaht 5. Dabei können die Schweißnähte 5, 6 eine zumindest partielle stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen. Eine Schmelztiefe ET_S2 oder auch Schweißtiefe der zweiten Schweißnaht 5 kann bis zu maximal einem 1,15-fachen, beispielsweise einem 0,9-fachen, 1-fachen, oder 1,1-fachen, einer Materialstärke t₂ oder auch Materialdicke des dritten Bauteils 4 betragen. Dabei gilt beispielsweise ET_S2 ≤ 1,15t₂.
In einer möglichen Ausführungsform ist die zweite Schweißnaht 6 derart ausgebildet, dass eine Breite b_S2 der zweiten Schweißnaht 6 mindestens einer Breite b_S1 der ersten, überlagerten Schweißnaht 5 entspricht. Die Breite b_S2 der zweiten Schweißnaht 6 kann auch größer als die Breite b_S1 sein. Dabei gilt beispielsweise b_S2 ≥ b_S1. Beispielsweise kann b_S2 = 1,5 und b_S1 = 1 oder b_S2 = 1 und b_S1 = 1 gewählt werden.
4 zeigt schematisch in Schnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Bauteilanordnung 10 mit drei miteinander verbundenen Bauteilen 2 bis 4 mittels zwei sich überlagernden beziehungsweise überlappenden Schweißnähten 5, 6.
Das dritte Bauteil 4 kann an seinem Ende mit dem zweiten Bauteil 3 verbunden werden. Dabei kann das Ende des dritten Bauteils 4 relativ zur Schweißnahtüberhöhung 5.1 der ersten Schweißnaht 5, beispielsweise bei einer Seitenschnittansicht annähernd in Z Richtung übereinander, ausgerichtet werden, wobei mittels der zweiten, die erste Schweißnaht 5 überlagernden Schweißnaht 6 die Bauteile 3 und 4 miteinander verbunden werden.
Durch Zusammenführen der beiden Schweißnähte 5, 6 entlang einer gemeinsamen Kontur 5.2, die durch die erste Schweißnaht 5 vorgegeben wird, kann eine Schweißverbindung der Bauteile 2 bis 4 in ihren Eigenschaften verbessert werden. Durch ein Schweißen einer Überlappungsverbindung oder Überlagerungsverbindung zweier Schweißnähte 5, 6 kann der Spalt 7, insbesondere ein Fügespalt, in seiner Höhe reduziert oder gar eliminiert werden, beispielsweise mittels zusätzlicher Druckeinwirkung und/oder Spanneinwirkung. Alternativ wird der Spalt 7 beibehalten, wobei die Bauteile 4 und 3 im Wesentlichen parallel ausgerichtet verbleiben. Die zweite Schweißnaht 6 kann weitestgehend fehlerfrei ausgebildet werden. Insbesondere werden die Bauteile 3 und 4 miteinander verbunden, indem die zweite Schweißnaht 6 mit der Schweißnahtüberhöhung 5.1 der ersten Schweißnaht 5 zusammengeführt, beispielsweise verschweißt oder verschmolzen, wird.
In einer möglichen Ausführungsform bewirkt eine Aufbringung der zweiten Schweißnaht 6 eine partielle Schmelzung der ersten Schweißnaht 5. Dabei können die Schweißnähte 5, 6 eine zumindest partielle stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen. Eine Schmelztiefe ET_S2 oder auch Schweißtiefe der zweiten Schweißnaht 6 kann bis zu maximal einem 1,15-fachen einer Materialstärke t₂ oder auch Materialdicke des dritten Bauteils 4 betragen, um auch bei Mischverbindungen eine gute Durchmischung der Schweißnähte 5, 6 sicherzustellen. Dabei gilt beispielsweise ET_S2 ≤ 1,15t₂.
In einer möglichen Ausführungsform ist die zweite Schweißnaht 6 derart ausgebildet, dass eine Breite b_S2 der zweiten Schweißnaht 6 mindestens einer Breite b_S1 der ersten, überlagerten Schweißnaht 5 entspricht. Die Breite b_S2 der zweiten Schweißnaht 6 kann auch größer als die Breite b_S1 sein. Dabei gilt beispielsweise b_S2 > b_S1. Dadurch kann eine vollständige und prozesssichere Überlagerung sichergestellt werden. Beispielsweise kann beim Laserstrahlschweißen die Breite b_S2 durch überlagerte Strahloszillation generiert werden.
5 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht eine Bauteilanordnung 10 mit zwei mittels einer Schweißnaht 5 miteinander verbundenen Bauteilen 2, 3. Beispielsweise ist das erste Bauteil 2 im zweiten Bauteil 3 angeordnet. Beispielsweise ist zumindest das zweite Bauteil 3 hohlzylindrisch ausgebildet. Das erste Bauteil 2 kann im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Das zweite Bauteil 3 kann als ein Gehäuse ausgebildet sein, in dem das erste Bauteil 2 aufgenommen ist. An einer Seite, beispielsweise einer Stirnseite, sind die Bauteile 2 und 3 miteinander über zumindest eine partiell umlaufende Schweißnaht 5, beispielsweise eine ringförmige Schweißnaht 5, miteinander verbunden.
In einer möglichen Ausführungsform kann zur späteren Positionierung und Ausrichtung des dritten Bauteils 4 und somit der zweiten Schweißnaht 6 die Kontur 5.2 der ersten Schweißnaht 5 gemessen, beispielsweise abgemessen, werden. Beispielsweise werden hier eine Länge, Radien und/oder Kurven und Bahnen der Kontur 5.2 und beispielsweise Randabstände zum Außenumfang und/oder zur Außenseite der Bauteile 2 und 3 abgemessen und hinterlegt. Die zweite Schweißnaht 6 wird anhand dieser ermittelten Abmessungsdaten erzeugt.
In einer möglichen Ausführungsform erfolgt eine Positionierung der zweiten Schweißnaht 6 relativ zur ersten Schweißnaht 5 anhand vorgegebener Referenzpunkte 8 an zumindest einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteile 2, 3. In der dargestellten Ausführungsform kann beispielsweise eine mit der ersten Schweißnaht 5 versehene Stirnseite des zweiten Bauteils 3 mit einer Markierung oder einem Indikator versehen sein, an der oder dem das dritte Bauteil 4 ausgerichtet wird.
6 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Bauteilanordnung 10 mit drei miteinander verbundenen Bauteilen 2 bis 4 mittels zwei sich überlagernden Schweißnähten 5, 6, wobei die zweite Schweißnaht 6 der Kontur 5.2 der ersten Schweißnaht 5 folgt bzw. zu dieser korrespondierend verlaufen kann.
7 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens V zur Herstellung einer Bauteilanordnung 10 mit zwei sich überlagernden Schweißnähten 5, 6, wobei zwei Bauteile 2 und 3 im Vorfeld miteinander mittels einer ersten Schweißnaht 5 verbunden werden und ein drittes Bauteil 4 mit den Bauteilen 2, 3 mittels einer zweiten Schweißnaht 6 verbunden wird.
In einem ersten Schritt V1 wird das dritte Bauteil 4 an einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteilen 2, 3 angeordnet und passend ausgerichtet.
In einem Zwischenschritt kann/können eine Kontur 5.2 und/oder andere Abmessungsdaten der ersten Schweißnaht 5 ermittelt werden.
In einem weiteren oder alternativen Zwischenschritt können Referenzpunkte 8 zur Ausrichtung des dritten Bauteils 4 relativ zu zumindest einem der beiden miteinander verbundenen Bauteilen 2, 3 erstellt, beispielsweise an einem der beiden Bauteile 2, 3 aufgezeichnet werden.
In einem zweiten Schritt V2 wird die zweite Schweißnaht 6 entlang der Kontur 5.2 der ersten Schweißnaht 5 mittels einer Schweißvorrichtung, beispielsweise einer Laserstrahlschweißvorrichtung, aufgebracht, wobei die Kontur 5.2 der ersten Schweißnaht 5 von der zweiten Schweißnaht 6 zumindest partiell überlagert wird.
Die hierin in Bezug auf die Bauteilanordnung beschriebenen Merkmale und deren Vorteile können sich ebenso auf das hierin beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Bauteilanordnung beziehen und umgekehrt.
Bezugszeichenliste

1, 10: Bauteilanordnung
2: Bauteil, insbesondere erstes Bauteil
3: Bauteil, insbesondere zweites Bauteil
4: Bauteil, insbesondere drittes Bauteil
5: Schweißnaht, insbesondere erste Schweißnaht
5.1: Schweißnahtüberhöhung
5.2: Kontur
6: Schweißnaht, insbesondere zweite Schweißnaht
7: Spalt
8: Referenzpunkt
bS1: Breite
bS2: Breite
ETS2: Schmelztiefe
t2: Materialstärke
V: Verfahren
V1, V2: Schritt
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung
Z: Vertikalrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19947314 A1 [0002]
WO 2009/118313 A1 [0003]

Claims

Bauteilanordnung (1, 10) mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht (5) miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drittes Bauteil (4) vorgesehen ist, welches mit einem der beiden anderen Bauteilen (2, 3) mittels einer zweiten Schweißnaht (6) verbunden ist, wobei die zweite Schweißnaht (6) entlang einer Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5) und diese zumindest partiell überlagernd aufgebracht ist.
Bauteilanordnung (1, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufbringung der zweiten Schweißnaht (6) eine partielle Schmelzung der ersten Schweißnaht (5) bewirkt, wobei eine Schmelztiefe (ET_S2) der zweiten Schweißnaht (6) maximal einem 1,15-fachen einer Materialstärke (t₂) des dritten Bauteils (4) entspricht.
Bauteilanordnung (1, 10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweißnaht (6) derart ausgebildet ist, dass eine Breite (b_S2) der zweiten Schweißnaht (6) mindestens einer Breite (b_S1) der ersten Schweißnaht (5) entspricht.
Bauteilanordnung (1, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionierung der zweiten Schweißnaht (6) relativ zur ersten Schweißnaht (5) anhand vorab ermittelter Abmessungsdaten in Bezug auf die Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5) erfolgt.
Bauteilanordnung (1, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionierung der zweiten Schweißnaht (6) relativ zur ersten Schweißnaht (5) anhand vorgegebener Referenzpunkte (8) an zumindest einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3) erfolgt.
Verfahren (V) zur Herstellung einer Bauteilanordnung (1, 10) mit zumindest zwei mittels einer ersten Schweißnaht (5) miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3), gekennzeichnet durch folgende Schritte (V1, V2): - Anordnung zumindest eines dritten Bauteils (4) an einem der beiden miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3) und - Aufbringung einer zweiten Schweißnaht (6) entlang einer Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5), wobei die Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5) von der zweiten Schweißnaht (6) zumindest partiell überlagert wird.
Verfahren (V) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufbringung der zweiten Schweißnaht (6) die erste Schweißnaht (5) partiell aufgeschmolzen wird, wobei eine Schmelztiefe (ET_S2) der zweiten Schweißnaht (6) maximal einem 1,15-fachen einer Materialstärke (t₂) des dritten Bauteils (4) entspricht.
Verfahren (V) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweißnaht (6) mit einer Breite (b_S2), die mindestens einer Breite (b_S1) der ersten Schweißnaht (5) entspricht, aufgebracht wird.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionierung der zweiten Schweißnaht (6) relativ zur ersten Schweißnaht (5) anhand vorab ermittelter Abmessungsdaten in Bezug auf die Kontur (5.2) der ersten Schweißnaht (5) ausgerichtet wird.
Verfahren (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der zweiten Schweißnaht (6) relativ zur ersten Schweißnaht (5) anhand vorgegebener Referenzpunkte (8) an zumindest einem der beiden bereits miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3) ausgerichtet wird.