將支撐件焊接到管件上的工具；用于儲箱的管件的制作方法

本發明涉及機動車輛用管件的組裝，尤其是涉及在這樣的管件上添加諸如固定支撐件的構件。

背景技術：

在組裝好的機動車輛中，充裝管件以流體聯通的方式一方面連接到儲箱并另一方面連接到開孔，該開孔被蓋板覆蓋、允許使用者借助于合適的泵將燃料引入到儲箱中。

管件在車輛中是借助于一個或多個固定支撐件來固定的。這些支撐件被焊接到管件上，并包括用于固定到車輛其它部分的固定裝置。

目前，為了將每個固定支撐件焊接到管件上，以使管件被布置在正好貼合其形狀的基座上的方式來支承管件。在圖2和3中示出了現有技術的管件在其接收所焊接的固定支撐件的段部中的截面，在這些圖中可見，管件具有用作焊接區域的平面部(méplat)。

借助于合適的工具，加熱該平面部(該平面部是管件用于焊接的表面)，加熱固定支撐件，然后通過使固定支撐件貼靠管件的表面并施加大的壓力而將固定支撐件焊接到管件。該壓力不導致管件的變形，這是因為基座以限制應力集中的方式支承管件。

由此，其上布置有管件的基座對于其接收的每個管件段部是專用的。基座在工作站被專門地成形和布置。

在該工作站接收管件的基座正好貼合管件的外表面，這通過良好的支承分布而避免應力集中。

而且，能夠在每個段部上實現焊接的工具在工作站上具有特別的位置，該位置對于待焊接的固定支撐件是專用的。

在工作站上，專用的基座和工具的位置調節能夠實現質量良好的焊接而不使管件變形。

對于給定的車輛，管件的形狀在車型之間經常發生變化，例如在五門車型和四門轎車之間、或在四門轎車和雙門轎車之間變化，這意味著有多少個車型就有多少個工作站。

技術實現要素：

本發明的一個目的在于提供一種更為靈活的焊接工具，該焊接工具尤其能夠適用于同一管件的不同段部，甚至適用于管件的不同幾何形狀變型。

為此，提出了如權利要求1所述的焊接工具。

有利地，該焊接工具包括：

-用于夾持管件的夾持裝置，其被布置為將管件和工具保持在彼此相對固定的位置，同時讓出通達平面部的通道，該平面部是管件的用于焊接到構件的表面，

-用于加熱該平面部的加熱裝置，其相對于用于夾持管件的夾持裝置在加熱平面部的加熱位置與回撤位置之間可動，

-用于加熱構件的加熱裝置，和

-用于夾持構件的夾持裝置，其相對于用于加熱構件的加熱裝置與用于夾持管件的夾持裝置在加熱構件的加熱位置與將構件焊接到平面部上的焊接位置之間可動。

由此，同一工具承載用于夾持管件的裝置和對于實現焊接所必需的裝置。因此，不必再針對需接收構件的每個段部設置專門形狀的基座。

而且，通過簡單地使工具移動到預先調節的不同的相繼位置，就能夠在沿著管件的不同位置處焊接不同的構件，而無需使得管件從一個工作站移動到另一工作站。

此外，通過改變工具的定位預調節可使得工具處于一系列取決于待組裝管件的型號的位置中，從而能夠用相同的設備將構件焊接到用于不同機動車輛型號的管件，而無需更換工作站。只需針對每個管件的型號調節工具的位置。例如，如果機器人負責將工具定位在管件的一個或多個段部處，則機器人的編程將考慮到管件的幾何形狀，并將隨著管件的型號變化。

在根據本發明的工具中，用于夾持管件的夾持裝置是萬能型的，即該裝置不被設計為正好貼合管件特定段部的形狀。相反地，這些裝置能夠夾持管件的任何段部，這些段部的尺寸包含在對于常見形狀的截面覆蓋管件已知的大多數變型的區間內，即大致圓形(例如圓形、橢圓形、長圓形)或角形(例如方形、矩形、三角形)。

優選地，用于夾持管件的夾持裝置被布置為使得管件相對于工具定向和定位在預定的方向和位置上。

由此，夾持裝置能無外部干預地確保管件的精確定位。對管件的整個表面的加熱因此是均勻的。

根據一個實施方式，用于加熱平面部的加熱裝置和用于加熱構件的加熱裝置重合，例如呈同一鏡面的形式。

根據一個實施方式，用于加熱平面部的加熱裝置和用于夾持構件的夾持裝置沿著第一方向x的平移是聯結的。用于加熱構件的加熱裝置則相對于用于加熱平面部的加熱裝置和用于夾持構件的夾持裝置是固定的。

工具的制造因此更加簡單，這是因為單一電機元件可同時用于加熱管件的加熱裝置和夾持構件的夾持裝置的運動。

優選地，用于加熱平面部的加熱裝置相對于用于夾持管件的夾持裝置沿著第二方向y的平移是可變動的，該第二方向優選地橫切于第一方向x。

用于加熱管件表面的加熱裝置的移動由此易于編程。

有利地，用于夾持管件的裝置包括鉗部。鉗部至少包括一個上部齒和一個下部齒，上部齒包括至少一個適于與平面部接觸的平坦的第一內表面，下部齒包括至少一個適于與設置在管件上的基準平側部接觸的平坦的第二內表面，該基準平側部能夠在上部齒和下部齒彼此靠近時將平面部定位在用于加熱該平面部的加熱裝置的對面。

這涉及易于制造的夾持裝置。

在一個優選實施方式中，上部齒包括彼此布置為形成v的兩個平坦的第一內表面，并且下部齒包括彼此布置為形成v的兩個平坦的第二內表面。

根據一個實施方式，用于夾持管件的夾持裝置包括至少一個用于控制平面部位置的檢測器和/或微處理器。

錯誤風險由此被最小化。

優選地，加熱裝置包括加熱元件和被該加熱元件加熱的板件。

有利地，用于加熱平面部的加熱裝置包括至少一個用于控制加熱裝置相對于管件的位置的檢測器和/或微處理器。

優選地，用于夾持構件的裝置包括至少一個用于控制夾持裝置相對于管件的位置的檢測器和/或微處理器。

錯誤的風險因此被最小化。

在本發明的一個具體實施方式中，所述焊接工具被設置為適于焊接固定支撐件類型的構件，以將管件固定到機動車輛的一部分。

在另一實施方式中，所述焊接工具被設置為適于焊接線路支撐件類型的構件，以將管件附接到另一管件。有利地，該工具用于儲箱的充裝管件的固定。

根據一個實施方式，所述工具被用于機動車輛的管件的固定。

優選地，該工具被用于固定例如機動車輛的燃料儲箱的充裝管件。

根據本發明，還涉及一種燃料儲箱管件，其特征在于，該管件包括被設置為適合于與如前說述的工具和借助于該工具被焊接的構件一起使用的形狀。

該適合的形狀能夠在焊接時使得平面部與用于加熱表面的加熱裝置的均勻加熱區域重合。由此確保獲得質量良好的焊接。

根據本發明，還涉及一種儲箱管件，其特征在于，該管件的壁包括平面部，并且在該平面部兩側橫切于管件的方向上包括垂直于該平面部的兩個平側部。

垂直的平側部被設置為適合于與用于夾持管件的夾持裝置協作，并尤其適合于與鉗部的齒的平坦的內表面協作。

平側部能夠將平面部布置在用于加熱表面的加熱裝置的對面處，以獲得對平面部的均勻加熱。

優選地，所述管件包括至少一個與工具的用于夾持管件的夾持裝置協作以控制管件相對于該工具的位置的凸起部。

有利地，該管件被用作例如機動車輛的燃料儲箱的充裝管件。

根據本發明，最后涉及一種用于將至少一個構件焊接到如上所述的管件的設施，該設施包括如前所述的工具和用于相對于管件定位該工具的機器人。

附圖說明

現在將借助于以下附圖描述作為非限制性例子的本發明的一個實施方式：

圖1是根據本發明的一個實施方式的管件的立體圖；

圖2和3是現有技術的管件的立體圖和管件橫截面的剖視圖；

圖4和5是根據本發明的管件的立體圖和管件橫截面的剖視圖；

圖6是根據本發明的一個實施方式的工具的立體圖；

圖7是該工具在與根據本發明的管件接合時的立體圖；

圖8是該工具的夾持裝置的立體圖；

圖9是承載工具的機器人的立體圖；

圖10是可被焊接到根據本發明的管件的另一構件例子的立體圖；

圖11示出借助于圖10的構件可附接到另一管件的管件；

圖12示意性地示出了通過工具的夾持裝置對管件的夾持；

圖13示出了在由工具10焊接到管件上的步驟結束時的圖10的構件。

具體實施方式

參照圖1、4和5，首先將描述根據本發明的一個實施方式的管件14。

根據本發明，管件14是機動車輛燃料儲箱的充裝管件。該管件14被設計為能夠借助于本發明的焊接工具在其中固定至少一個固定支撐件。

作為對比，在圖2和3中示出了根據現有技術的管件14a。

管件14用于焊接的表面20呈平面部的形式。在該平面部20的兩側，在管件14的橫向方向上，該管件包括與該平面部垂直的兩個平側部50、52。

相對比地，管件14a的垂直于焊接表面20的側部不是平的。根據現有技術，管件14a的承載用于焊接的表面20的部分在焊接固定支撐件的時刻布置在正好貼合其形狀的基座上。借助于本發明的本實施方式的管件的形狀，垂直于平面部20的平側部50、52使得管件14能夠被將在下文中說明的工具承載的裝置定位和定向。

管件14在此包括對稱地布置在兩個側部50、52上的兩個凸起部38，這兩個凸起部在此的形式是凸緣(godron)。這些凸起部38用于與焊接工具的用于夾持管件14的夾持裝置協作，以控制管件14相對于工具10的位置。

在圖6和8中示出了根據本發明的焊接工具10。焊接工具10能夠將至少一個諸如固定支撐件12的構件焊接到機動車輛燃料儲箱的充裝管件14。固定支撐件12用于管件14在車輛中的固定，其一方面焊接到管件14的外表面，另一方面固定到車輛的部分。

工具10包括用于夾持管件14的夾持裝置。在此，這些夾持裝置包括鉗部16，該鉗部在此由至少一個氣動推頂件(在圖12和13中的附圖標記為17)或根據一個變型由至少一個電動推頂件控制。

鉗部16包括固定部分16a和可動部分16b。固定部分16a包括彼此間隔預定距離的兩個上部齒d1、d2。這兩個齒之間的距離使得固定支撐件12能夠被插入兩個齒之間以通達平面部。由此，上部齒d1、d2以讓出通達平面部20的通道的方式被布置，該平面部是管件14的、固定支撐件12將被焊接到其上的表面。

可動部分16b包括彼此間隔預定距離的三個下部齒d3、d4、d5。下部齒的作用在于將管件14和工具10保持在彼此相對固定的位置上。“彼此相對固定”指的是管件14相對于工具10的整體位置是固定的，盡管如將在下文中說明的，工具10的各個部件可相對于彼此是動的。

在圖8中示出的實施例中，齒d1和d2相同，即這些齒具有相同的尺寸和輪廓。齒d3和d5相同，即這些齒具有相同的尺寸和輪廓。齒d4具有不同于齒d3和d5的尺寸和輪廓，這是因為該齒包括存在檢測器32。有利地，齒d4包括容置部，存在檢測器32被插入和固定在該容置部中。

在圖12中示出了齒d1和d3的輪廓。齒d1包括平坦的上部內表面161a和平坦的下部內表面162a。平坦的上部內表面161a適于與平面部20接觸。平坦的下部內表面162a適于與基準平側部接觸。平坦的內表面161a和162a彼此布置為以形成v或l形。

齒d3包括平坦的上部內表面161b和平坦的下部內表面162b。平坦的上部內表面161b能夠與基準平側部接觸。平坦的下部內表面162b能夠接觸并支撐管件的與平面部相對的面。平坦的內表面161b和162b彼此布置為以形成v或l形。

要指出的是，上部和下部齒的呈v或l的輪廓能夠確保管件和工具之間的良好的靜定。

工具10還包括用于加熱管件14的平面部20的加熱裝置。這些裝置包括加熱環22和柱形零件24，該柱形零件包括柱形青銅24，其能夠在管件14被定位在工具10中時用作使加熱向著平面部20集中的鏡面。當加熱環22被激活時，柱形零件24通過傳導被該加熱環加熱。該柱形零件24具有相對于鉗部16合適的尺寸，以使得其主面能夠達到管件14的平面部20的尺寸。這些用于加熱管件14的平面部20的裝置相對于鉗部16在用于加熱平面部20的加熱位置與回撤位置之間可動。在其回撤位置，加熱裝置如圖6所示地遠離管件14。在其加熱平面部20的加熱位置，柱形零件24與平面部20接觸，并通過傳導加熱該平面部。

工具10包括用于加熱固定支撐件12的裝置。這些裝置因此包括加熱元件26和能夠被加熱元件26加熱的板件28。

而且，工具10包括用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30。這些夾持裝置30可以是所有類型的。這些裝置可以涉及鉗子。優選地，夾持裝置30包括至少一個能夠確保對固定支撐件12的優化夾持的電子傳感器和/或微處理器。

現在將描述用于控制管件14、尤其是平面部20相對于工具10的位置的控制裝置。

如在圖8中更好地可見，用于夾持管件14的夾持裝置(在此是鉗部16)包括兩個具有電控按鍵34的存在檢測器32。存在檢測器34用于控制平面部20的位置。存在檢測器34的數量不是本發明的限制性特征，可例如等于一或零。

每個存在檢測器34分別與在圖4和5中可見的凸起部38協作。在該實施方式中，當每個檢測器34在其檢測方向上檢測到凸起部38時，由鉗部16對管件34的夾持生效。

此外，用于夾持固定支撐件12的裝置30包括至少一個意于在夾持裝置30承載固定支撐件12時控制夾持裝置30相對于管件14的位置的檢測器和微處理器。

此外，用于加熱管件14的加熱裝置和用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30彼此相對可動。用于加熱固定支撐件12的加熱裝置則相對于用于加熱管件14的加熱裝置22、24和用于夾持固定支撐件的夾持裝置30是固定的。

用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30相對于加熱元件26和板件28可動。由此，這些裝置相對于用于加熱固定支撐件12的裝置在加熱固定支撐件12的加熱位置(特別地在圖6中示出)與將固定支撐件12焊接在平面部20上的焊接位置之間可動。在該后一位置中，固定支撐件12被布置為與由鉗部16保持固定的平面部直接接觸。

而且，由加熱元件22、柱形零件24和用于夾持固定支撐件的夾持裝置30形成的整體沿著第一方向x(在此是水平方向)的平移是聯結的。這些元件能夠借助于兩條平移軌道42沿著方向x移動。平行并沿著方向x延伸的這些軌道42連接到分別承載加熱元件22、柱形零件24、和加熱元件26和板件28的構件44。

由此，用于加熱管件14的平面部20的加熱裝置和用于夾持固定支撐件12的夾持裝置沿著方向x的平移是聯結的。

由加熱元件22和柱形零件24形成的整體還相對于用于夾持管件的夾持裝置沿著第二方向y(在此是豎直方向)平移地可動。該可動性借助于活塞46而是可行的，該活塞連接到加熱元件22和板件24，并在此以電能運行并被電子地控制。根據本實施方式的一個變型，該活塞被電子地控制，但借助于液壓能而是可動的。根據第三變型，該活塞被機械地控制，并借助于液壓能而是可動的。

用于夾持固定支撐件12的裝置借助于與活塞46相似的活塞48而相對于鉗部16沿著方向y可動。

由此，用于加熱管件14的平面部20的加熱裝置相對于用于夾持管件14的夾持裝置沿著橫向于方向x的方向y平移地可動。

在圖9中示出了設施100，該設施包括電控機器人110，該機器人包括臂部112，該臂部包括用于夾持工具10的裝置114。機器人110用于定位工具10，尤其是相對于管件14。

現在將具體參照圖12和13來簡略地描述一種用于將固定支撐件12焊接到管件14的平面部20上的方法。

初始地，工具處于其在圖6中示出的狀態中。

首先，機器人110相對于管件14定位和定向工具10。如在圖12中可見，鉗部16的可動部分16b逐漸地靠近固定部分16a。由于管件14的形狀，該靠近以將管件14的平面部20布置在面對柱形零件24之處的方式定位和定向管件14。

然后，該柱形零件24借助于活塞46沿著方向y平移以接觸管件14的平面部20。該柱形零件加熱管件24的平面部20，直至管件達到合適的焊接溫度。

同時地，板件28加熱固定支撐件12，直至其達到合適的焊接溫度。

然后，柱形零件24沿著方向y平移以回到圖6中可見的位置。同時，用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30抓取固定支撐件12。根據一個變型，固定支撐件12在焊接方法開始時被抓取。

然后，用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30和由加熱環22和柱形零件24形成的整體沿著方向x沿著兩條軌道42平移，直至固定支撐件12面對平面部20。

然后，借助于活塞48，用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30沿著方向y平移，直至固定支撐件12接觸管件14的平面部20。這兩個零件至少在對于實現焊接所必需的時間期間保持接觸。如在圖13中可見，固定支撐件12則被固定到平面部20。

然后，用于夾持固定支撐件12的夾持裝置30放開該支撐件，鉗部16釋放管件14。

在圖10中示出了能夠被焊接到管件的平面部20上的另一類型的構件。該構件是線路支撐件12a，如在圖11中可見，其能夠將管件14附接到另一管件14b。

當然，可不超出本發明的范圍地對本發明進行眾多改動。

尤其可以改變用于加熱平面部20或固定支撐件12的加熱裝置。

還可改變各個加熱裝置的布置以及相對于彼此的可動性。