Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen. tm Automobilbau werden Bauteile heutzutage immer öfter durch plastische Verformung, beispielsweise durch Crimpen, miteinander verbunden. Dabei besteht die Anforderung an diese Bauteile, immer leichter, d. h. beispielsweise dünnwandiger oder mit einem geringeren Querschnitt, ausgebildet zu werden. Dadurch kommt es, insbesondere beim Verbinden der Bauteile durch plastische Verformung, zu Beschädigungen an den Bauteilen, die

beispielsweise die Sicherheit der resultierenden Verbindung beeinträchtigen können.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen durch plastische Verformung, bei dem bei mindestens einem Bauteil, vor dessen plastischer Verformung, der Verformungsbereich, vorzugsweise vollständig erwärmt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mitteis plastischer Verformung. Derartige Verfahren sind im Stand der Technik, beispielsweise als Crimpen, Flaren, Knickbauchen oder Bördeln, bekannt. Dabei wird beispielsweise ein Bauteil in ein anderes Bauteil hineingesteckt und dann eines der Bauteile so plastisch verformt, dass diese Verbindung irreversibel ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Verformung an einem vorher erwärmten Bauteil, wobei die Erwärmung vorzugsweise in dem gesamten zu verformenden Bereich erfolgt. Beispielsweise wird das Bauteil an seinem gesamten inneren und/oder äußeren Umfang jedoch nur lokal in dem Bereich, in dem die Verbindung und/oder die Verformung realisiert werden soll, d.h. nicht über die gesamte Länge des Bauteils, erwärmt. Diese Art der Erwärmung ist insbesondere für das Crimpen oder Bördeln bevorzugt. Die Erwärmung kann aber auch nur in einem Teilbereich des Umfangs erfolgen. Die

anschließende plastische Verformung kann Im noch erwärmten Zustand des

Verform ungsbreichs erfolgen. Durch die Erwärmung ist das Bauteil lokal weicher und kann dadurch verformt werden, ohne dass sich beispielsweise Risse bilden. Die Verformung kann aber auch im wieder zumindest teilweise abgekühlten Zustand des Bauteils erfolgen. Dabei wird durch die Erwärmung, insbesondere jedoch durch die Abkühlung eine Gefügeänderung in dem Material bewirkt, so dass die Struktur des Bauteils in dem Verformungsbereich dauerhaft geschwächt ist und sich dadurch leichter verformt und es kommt zu keiner

Rissbildung beim Verformen. Insbesondere bei einer vollumfänglichen Erwärmung kann sich bei der plastischen Verformung der gesamte Umfang des Bauteils verformen und es kommt zu keiner lokalen Überbeanspruchung des Materials. Die Erwärmung ist vorzugsweise ringförmig, insbesondere kreisringförmig oder kreissegmentförmig .

Alternativ ist es aber auch möglich durch die Erwärmung und/oder Abkühlung die Struktur des Materials des Bauteils zu verfestigen.

Durch die Erwärmung ist es auch möglich lokale Spannungen auf oder abzubauen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise eine Lagerstelie für eine Feder insbesondere eine Torsionsfeder in einem Rohr geschaffen werden und/oder die Feder mit dem Rohr verbunden werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise metallische Bauteile miteinander verbunden. Vorzugsweise wird als Wärmequelle Strahlung, insbesondere ein Laser, eingesetzt. Vorzugsweise wird die Strahlung einer Strahiungsquelie mit einem optischen Mittel so umgelenkt, dass sie auf den gesamten Umfang des Bauteils,

insbesondere in dem Bereich, der verformt werden soll, gleichzeitig auftrifft. Das Bauteil ist dabei vorzugsweise stationär, d.h. es wird beim Erwärmen nicht bewegt, beispielsweise gedreht. Dadurch wird Zeit gespart und/oder das Erwärmen erfolgt gleichmäßiger.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mittel um einen Spiegel, insbesondere einen

Ringspiegel und/oder ein Kegelspiegel und/oder um eine Linse. Des Weiteren kommt als optisches Mitte! insbesondere ein strahlungsdurchlässiger Spiegel zum Einsatz. Durch das optische Mittel kann auch erreicht werden, dass keine Wärme, insbesondere keine

Strahlung, an die Umwelt gelangt. Dadurch kann auf eine Einkapseiung der

Erwärmungszone verzichtet werden.

Alternativ oder zusätzlich wird das Bauteil beim Erwärmen gedreht. Bei der Verwendung von Strahlung als Wärmequelle, wird die Erwärmung in diesem Fall vorzugsweise gekapselt.

Die Erwärmung des Bauteils kann„inline" erfolgen. Insbesondere beim Verformen von bereits wieder abgekühlten Bauteilen, kann die Erwärmung aber auch„offline" erfolgen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erwärmung durch Induktion.

Vorzugsweise wird die Erwärmung des Bauteils mitteis eines Sensors, beispielsweise einer Kamera, insbesondere einer Infrarotkamera, und/oder einem Pyrometers überprüft und die Wärmequelle, insbesondere die Strahlungsquelle und/oder das optische Mittel, mittels des Signals des Sensors geregelt.

Vorzugsweise wird das erwärmte Bauteil nach dessen Verbund mit dem anderen Bauteil so gekühlt, dass es anschließend bestimmte, gewünschte Materiaieigenschaften aufweist. Beispielsweise findet durch die Abkühlung eine Gefügeänderung statt.

Weiterhin bevorzugt weist, insbesondere das zu erwärmende Bauteil, unterschiedliche Materiaieigenschaften auf. Beispielsweise kommt in dem Verbindungsbereich ein Material mit einer besonderen Härte zum Einsatz, während der Rest des Bauteils aus einem Material mit einer geringeren Härte gefertigt ist.

Nach dessen Erwärmung wird das erwärmte Bauteil, vorzugsweise sofort, verformt, um die Verbindung mit dem anderen Bauteil einzugehen. im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 - 5 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Figur 1 zeigt eine Bindung mit Crimpen und Bördeln.

Figur 2 zeigt eine Verbindung zwischen einem Querträger und einem Seitenteil eines

Fahrzeugsitzes.

Figur 3 zeigt das Erwärmen des Bauteils.

Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt die Verbindung zwischen einem ersten Bauteil 1 , hier einem Rohr, mit zwei zweiten Bauteilen 2, 3. Das Rohr 1 wird in die beiden Bauteile 2, 3, wie durch den Pfeil dargestellt, geschoben und sodann plastisch verformt, so dass das Rohr fest mit den Bauteilen 2, 3 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Rohr 1 und dem Bauteil 2 erfolgt durch Crimpen 5, während das Bauteil 3 durch eine Bördelung 4 des Endes des Rohres 1 an diesem befestigt wird. Beim Crimpen bzw. Bördeln wird das Rohr 1 plastisch so verformt, dass die Bauteile 2, 3 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Rohr verbunden sind. Während das Bauteil 2 drehmomentübertragend an dem Rohr 1 gelagert ist, kann sich das Rohr 1 innerhalb des Seitenteils 3 drehen.

Figur 2 zeigt eine Anwendung der Verbindung gemäß Figur 1 . Es ist zu erkennen, dass es sich bei dem Rohr 1 um den Querträger des Rahmens eines Sitzteils eines Fahrzeugsitzes handelt, der zum einen mit dem Seitenteil 3 dieses Rahmens und zum anderen mit einem Teil 2 der Höhenverstellung des Fahrzeugsitzes verbunden wird.

!n Figur 3 wird die erfindungsgemäße Erwärmung des Rohres zur Herstellung der

Verbändung mit einem anderen Bauteil gezeigt. Zur Erwärmung wird das Rohr 1 mittels eines Antriebs 6, hier zwei Rollen, durch eine Erwärmung 7 transportiert, in der das Rohr gleichzeitig vollumfänglich an einer, hier mehreren, Stelle(n), die vorzugsweise beabstandet voneinander vorgesehen sind, erwärmt. Das Rohr wird an seinem gesamten Umfang gleichzeitig sowie gleichmäßig erwärmt. Vorzugsweise bewegt sich das Rohr bei dessen Erwärmung nicht. Die Erwärmung erfolgt in dem vorliegenden Fall im Bereich des Kreisrings 8. Der Kreisring 8 am äußeren Umfang des Rohres wird dabei gleichzeitig und/oder gleichmäßig erwärmt. Unmittelbar anschließend erfolgt die Verformung des Rohres zur Herstellung der Crimp-Verbindung bzw. der Bördelung. Die Erwärmung des Kreisrings 8 am äußeren Umfang des Rohres 1 erfolgt in dem vorliegenden Fall durch einen Laser-Strahl, der mittels mehrerer optischer Mittel, insbesondere einem Kegelspiegel, in eine ringförmige Strahlung umgewandelt wird, in die das zu erwärmende Bauteil, hier das Rohr 1 , platziert wird, um es lokal, an seinem gesamten Umfang gleichzeitig aufzuwärmen. Das zu erwärmende Bauteil kann relativ zu dem Kegelspiegel verschoben werden, so dass axial voneinander beabstandete Bereiche erwärmt werden können. Bei der eigentlichen

Erwärmung des Erwärmungsbereichs 8 steht das Rohr 1 aber vorzugsweise still. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Kamera auf, mit der die Temperatur des Rohrs an dem erwärmten Umfang gemessen wird. Das Signal dieser Kamera wird zur Regelung des Lasers

eingesetzt. in Figur 4 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Bauteil 1 wird mit einem Erwärmungsmittel 7, beispielsweise einem Ringlaser lokal, hier kreis ringförmig auf eine Temperatur Ti erwärmt, was mit dem Bezugszeichen 8

gekennzeichnet ist. Danach wird das Bauteil 1 , hier von einem Roboter aus der Erwärmung 7 entnommen und mit den Bauteilen 2, 3 durch Crimpen und Bördeln verbunden. Durch die Erwärmung des Verformungsbereächs ist die Kraft AF, die für die Verformung benötigt wird, im Vergleich zu einem nicht erwärmten Verformungsbereäch reduziert. Erst danach wird das Bauteil auf die Temperatur T ₂ runtergekühlt. Das Kühlen kann so erfolgen, dass es eine Gefügeänderung in dem erwärmten und/oder verformten Bereich zur Folge hat.

In Figur 5 ist eine alternative Verfahrensführung dargestellt. Nach dem Erwärmen werden die erwärmten Bereiche so gezielt abgekühlt, dass die Struktur des Bauteils, insbesondere durch eine Gefügeänderung gezielt ioka! geschwächt wird. Erst nachdem das Bauteil abgekühlt worden ist, erfolgt die Verformung, hier durch Crimpen und Bördeln, was bereits oben beschrieben wurde. Dadurch, dass die Struktur des Bauteils in den Verbindungsbereichen gezielt geschwächt wurde kann die Verformung leichter und/oder ohne Rissbildung erfolgen. Die Erwärmung/Abkühlung kann inline oder offline erfolgen.

Bezugszeichenliste:

1 Bauteil, Querträger

2 Bauteil, Höhenverstellung

3 Bauteil, Seitenteil

4 Formung, Bördelung

5 Formung, Crimpung

6 Antrieb

7 Erwärmungsmittel

8 erwärmter Bereich, Erwärmungsbereich, Kreisring, Kreisring am äußeren Umfang eines Rohres

9 geschwächter Bereich durch Material-, Gefügeumwandlung

^ΔΤ Abkühlung

Ti erhöhte Temperatur

T ₂ reduzierte Temperatur, Umgebungstemperatur

ÄF Kraft, die für die Verformung des Bauteils 1 benötigt wird.