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1. WO2009135938 - METHOD AND TOOL FOR PRODUCING A FIXED CONNECTION TO COMPONENTS JOINED IN A FORM-FITTED MANNER

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]

Anwaltsakte: 57 182 X1

EDAG GmbH & Co. KGaA

Patentansprüche

1. Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen gefalzter Flansche von Exterieurbauteüen von Fahrzeugkarosserien, bei dem

a) eine Fügeelektrode (1) mit einem Fügedruck (P3) in eine Wirkrichtung (W) gegen einen Bördelfiansch (13) des ersten Bauteils (3) gedrückt wird,

b) eine Masseelektrode (2) in die gleiche Wirkrichtung (W) gegen ein zweites Bauteil (4) gedrückt wird, das mit einem Bauteilrand in eine von dem ersten Bauteil (1) mittels des Bördelflansches (13) gebildete Falztasche ragt,

c) und die Bauteile (3, 4) im Bereich des Kontakts mit der Fügeelektrode (1) thermisch stoffschlüssig lokal gefügt werden,

d) wobei die Bauteile (3, 4) bei dem stoffschlüssigen Fügen im Bereich des Bördelflansches (13) vollflächigen Kontakt haben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bauteile (3, 4) durch Pressschweißen, vorzugsweise Widerstandspressschweißen, im Bereich des Kontakts mit der Fügeelektrode (1) gefugt werden, vorzugsweise vor dem Aushärten eines optional in der Falztasche befindlichen Falzklebers (8).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem so gefügt wird, dass ein in der Falztasche befindlicher Falzkleber (8) im Bereich des Kontakts mit der Fügeelektrode (1) gehärtet wird ohne die Bauteile (3, 4) im Bereich des Kontakts zu verschweißen, wobei das erste Bauteil (3), vorzugsweise auch das zweite Bauteil (4), zumindest im Bereich des Bördelflansches (13) vorzugsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale:

- die Bauteile (3, 4) sind während der Ausführung des Verfahrens durch eine Spanneinrichtung, optional auch eine Aufnahmeeinrichtung (14), geometrisch zueinander in SollPosition ausgerichtet;

- die Bauteile (3, 4) sind bei Ausführung des Verfahrens im Falzbett (14) eines die Falztasche formenden Falzprozesses angeordnet;

- das Verfahren wird mittels eines Industrieroboters ausgeführt, der die Elektroden (1, 2) zum Fügen relativ zu den Bauteilen (3, 4) positioniert.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein die Elektroden (1, 2) umfassendes Fügewerkzeug in Kombination mit einem Rollfalzwerkzeug stationär oder an einem im Raum beweglichen Aktor, vorzugsweise Arm eines Industrieroboters, angeordnet ist und das Rollfalzen und das stoffschiüssige Fügen in einem längs des Bördelflansches (13) gemeinsamen Arbeitslauf oder direkt nacheinander in separaten Arbeitsdurchgängen durchgeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das stoffschlüssige Fügen in einen Rollfalzprozess integriert ist, dergestalt, dass der Rollfalzprozess an vorgegebener Steile angehalten wird, um das Fügen lokal durchzuführen, und jeweils nach dem Fügen fortgesetzt wird und diese Sequenz des Rollfalzens und stoffschlüssigen Fügens wiederholt wird, bis die Falzverbindung und die Fügeverbindungen fertiggestellt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das stoffschlüssige Fügen in einen Rollfalzprozess integriert ist, dergestalt, dass ein die Elektroden (1, 2) umfassendes Fügewerkzeug in Kombination mit einem Rollfalzwerkzeug stationär oder an einem im Raum beweglichen Aktor, vorzugsweise Arm eines Industrieroboters, angeordnet und die Fügeelektrode (1) als Rollglied und die Masseelektrode (2) als Roll- oder Gleitglied, vorzugsweise als Bürste oder Gewebeband, ausgeführt sind und die Elektroden (1, 2) während des fortlaufenden Rollfalzprozesses mit den Bauteilen (3, 4) kontinuierlich in Kontakt gehalten oder nur an vorbestimmten Stellen in Kontakt gebracht werden, um die Bauteile (3, 4) an den vorgegebenen Stellen stoffschiüssig zu fügen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem

(i) die Fügeelektrode (1) in Kontakt mit dem Bördelflansch (13) gebracht und mit einem ersten Kontaktdruck (P1) gegen den Bördelflansch (13) gedrückt wird,

(ii) die Masseelektrode (2) in Kontakt mit dem zweiten Bauteil (4) gebracht und mit einem zweiten Kontaktdruck (P2) gegen das zweite Bauteil (4) gedrückt wird

(iii) der Kontaktdruck (P1), mit der die Fügeelektrode (1) gegen das erste Bauteil (3) drückt, auf den Fügedruck (P3) erhöht wird, während die Masseelektrode (2) weiterhin gegen das zweite Bauteil (4) drückt,

(iv) und die Bauteile (3, 4) bei dem Fügedruck (P3) durch mittels der Elektroden (1, 2) eingetragene Energie stoffschlüssig gefügt werden.

(v) wobei die Schritte (ii) und (iii) vorzugsweise nacheinander, Schritt (ii) vor oder nach Schritt (iii), durchgeführt werden.

9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der erste Kontaktdruck (P1) vor der Erhöhung auf den Fügedruck (P3) über eine Haltezeitdauer größer 0 konstant gehalten wird, wobei die Masseelektrode (2) während der Haltezeit vorzugsweise bereits gegen das zweite Bauteil (4) gedrückt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fügedruck (P3) der Fügeelektrode (1) aus dem Bereich von 5 bis 150 N/mm2 gewählt wird, wobei die Fügeelektrode (1) vorzugsweise mit einer Kraft zwischen 50 und 250 N gegen das erste Bauteil (3) gedrückt wird.

1 1. Bearbeitungswerkzeug zum stoffschlüssigen Fügen gefalzter Flansche von Exterieurbauteilen von Fahrzeugkarosserien, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Bearbeitungswerkzeug umfassend:

a) eine Basis (5, 17), die stationär angeordnet oder an einem im Raum beweglichen Aktuator angedockt oder andockbar ist,

b) eine Fügeelektrode (1) und eine Masseelektrode (2), die auf der Basis (5, 17) mit gleicher Wirkrichtung (W) angeordnet sind, so dass die Elektroden (1, 2) gemeinsam in die Wirkrichtung (W) gegen zu fügende Bauteile (3, 4) gedrückt werden können, c) wobei die Fügeelektrode (1) und die Masseelektrode (2) auf der Basis (5, 17) in Wirkrichtung (W) relativ zueinander beweglich angeordnet sind.

12. Bearbeitungswerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeelektrode (1) relativ zu der Basis (5, 17) in und gegen die Wirkrichtung (W) beweglich ist und mittels einer Servoeinheit (6) in Wirkrichtung (W) mit einer der Größe nach fest vorgegebenen oder bevorzugter in vorgegebenen Stufen oder kontinuierlich veränderbaren Kraft oder einem solch eine Kraft erzeugenden Druck beaufschlagbar ist.

13. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Masseelektrode (2) relativ zu der Basis (5, 17) in und gegen die Wirkrichtung (W) beweglich ist und eine Einrichtung (11) zur Beaufschlagung der Masseelektrode (2) mit einer in Wirkrichtung (W) wirkenden Kraft, vorzugsweise Federkraft, vorgesehen ist.

14. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale:

(i) wenigstens eine der Elektroden (1, 2), im Falle nur einer der Elektroden (1, 2) die Fügeelektrode (1), ist eine drehbar gelagerte Rolle;

(ii) das Bearbeitungs Werkzeug umfasst einen Mittelfrequenztransformator (7) für die Energiezufuhr zu den Elektroden (1, 2).

15. Bearbettungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine beim Fügen in Bauteilkontakt befindliche Aufstandsfläche (A1) der Fügeelektrode (1) kleiner als 20 mm2, vorzugsweise aus dem Bereich von 1 bis 13 mm2 gewählt ist, wobei eine größte Erstreckung der Aufstandsfläche (A1) vorzugsweise höchstens 4 mm, bevorzugter 1 bis 3 mm beträgt.

16. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale:

(i) die Masseelektrode (2) weist einen in sich nachgiebigen Kontakt (16) auf, der eine beim Fügen in Bauteilkontakt befindliche Aufstandsfläche (A2) bildet, wobei der Kontakt vorzugsweise elastisch und vorzugsweise zumindest in Wirkrichtung (W) nachgiebig ist;

(ii) die Masseelektrode (2) ist quer zur Wirkrichtung (W) relativ zu der Fügeelektrode (1) beweglich, um den Ort des Kontakts der Masselektrode (2) mit dem zweiten Bauteil (4) relativ zu einer Fügestelle der Fügeelektrode (1) verändern zu können.

17. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein an der Basis (5, 17) abgestütztes Widerlager (21), das in Wirkrichtung (W) einer Aufstandsfläche (Ai) der Fügeelektrode (1) gegenüberliegend eine Aufnahme für die Bauteile (3, 4) bildet und den beim Fügen von der Fügeelektrode (1) auf die Bauteile (3, 4) ausgeübten Fügedruck (P3) aufnimmt und beim Fügen einen über eine Fügestelle der Bauteile (3, 4) innerhalb des Bearbeitungswerkzeugs geschlossenen Kraftfluss gewährleistet.