Beschreibung

Titel

VERFAHREN ZUM POSITIONIEREN ZWEIER BAUTEILE MIT HEFTBAHNEN, DIE DIE FüGELINIE KREUZEN

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Positionieren zweier längs einer gemeinsamen Fügelinie miteinander zu verbindender Bauteile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bauteile, die z.B. durch Löten miteinander verbunden werden sollen, müssen für den Verbindungsprozess - auch Fügeprozess genannt - zueinander lagerichtig positioniert werden, wobei die Positionierung während des Fügeprozesses aufrechterhalten bleiben muss. Dabei ist die

Genauigkeit und Beständigkeit der Positionierung und der Spalt zwischen den zu fügenden Bauteilen längs der Fügelinie insbesondere beim automatisierten Fügeprozess für ein qualitativ gutes Prozessergebnis von entscheidender Bedeutung.

Es ist bekannt, z.B. durch Löten miteinander zu verbindende, metallische Bauteile, die keinen

Formschluss zueinander haben, mittels Schweißverfahren, z.B. Laserschweißen oder handgeführtes WIG- Schweißen, zu heften. Dabei werden entlang der Fügelinie kurze Schweißnähte als Kehlnähte oder I-Nähte erzeugt. Ebenfalls bekannt ist die Anbringung von einzelnen, manuell ausgeführten Schweißpunkten entlang der Fügelinie. Insbesondere Kehlnähte stellen in der Regel hohe Anforderungen an die Positionierung des Laserstrahls. Für die Laserpositionierung werden derzeit aufwendige taktile oder bildverarbeitende Systeme eingesetzt, die - da sie auf die spezifische Bauteilgeometrie und Oberflächenstruktur der zu fügenden Teile zugeschnitten sind - nicht universell für die Laserpositionierung, d.h. für die hochgenaue Einstellung der Fokuslage und der Fokus-/Einstrahlposition des Laserstrahls, eingesetzt werden können.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Positionieren der Bauteile mit den Merkmalen des Anspruchs hat den Vorteil, dass durch die erfindungsgemäße Ausführung der Heftbahnen in der Weise, dass sie die Fügelinie mindestens einmal kreuzen, d.h. unter einem Winkel, der ungleich Null ist, die

Fügelinie queren, eine zuverlässige Heftung zwischen den zu fügenden Bauteilen hergestellt wird,

ohne dass hohe Anforderangen an die Positionierung des Schweißlasers bzw. an die Einstellung der Fokuslage des Schweißlasers bezüglich der Fügelinie gestellt werden müssen. Außerdem werden zwischen den Bauteilen vorhandene Fügespalte sehr gut von den Heftbahnen überbrückt.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 eine perspektivische Darstellung von zwei miteinander zu fügenden, plattenförmigen Bauteilen mit unterschiedlichen Ausführungen der Heftbahnen zu ihrer Positionierung,

Fig. 4 und 5 jeweils ausschnittweise eine gleiche Darstellung wie in Fig. 1 bis 3 mit zwei weiteren Ausführungen der Heftbahnen.

In Fig. 1 sind zwei metallische Platten 11, 12 unterschiedlicher Größe dargestellt, die aufeinander liegen und miteinander durch Hartlöten stoffschlüssig verbunden, also gefügt, werden sollen. Der

Hartlötprozess verläuft automatisiert und erfordert eine genaue Positionierung der beiden Platten 10, 11 zueinander, die während des gesamten Lötprozesses unverändert aufrechterhalten werden muss. Die Fügelinie, als sichtbare Begrenzung der Fügefläche, an welcher die beiden plattenförmigen Bauteile 11, 12 miteinander verlötet werden sollen, ist mit 13 bezeichnet. Für den Hartlötprozess werden die beiden Bauteile 11, 12 positionsgenau aufeinandergelegt und diese Positionierung durch Erzeugen von Heftbahnen 14 so fixiert, dass sie während des gesamten Fügeprozesses unverändert beibehalten bleibt. Hierzu werden die in ihrer Länge begrenzten Heftbahnen 14, die mittels eines Schweißlasers als Schweißnähte erzeugt werden, so ausgeführt, dass sie die Fügelinie 13 kreuzen. Der Kreuzungswinkel kann dabei beliebig aus einem Winkelbereich zwischen 90° und > 0 gewählt werden. Vorzugsweise wird zur Erzeugung der Schweißnähte das bekannte Remote- Schweißen eingesetzt, mit dem eine sehr hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, werden die Heftbahnen 14 bevorzugt gruppenweise in voneinander beabstandeten Bereichen der Fügelinie 13 angebracht. Jede Heftbahn 14 weist zwei Schenkel 141, 142 auf, von denen der eine Schenkel 141 in dem Bauteil 11 und der andere Schenkel 142 in dem Bauteil 12 verläuft. Die beiden Schenkel 141, 142 sind so ausgerichtet, dass sie in einer Ebene liegen. Der eine Schenkel kann aber auch gegen die Ebene angestellt sein, wie dies in Fig. 1 für die im Seitenbereich

angeordneten Heftbahnen 14 (dort die Schenkel 142) dargestellt ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind in jeder Gruppe beispielhaft drei Heftbahnen 14 vorhanden, die mit geringem Abstand voneinander parallel zueinander verlaufen.

Bei gleich großen, plattenförmigen Bauteilen 11, 12, wie sie in Fig. 2 bis 5 dargestellt sind, sind die Heftbahnen 14 an den Stirnflächen der Bauteile 11, 12 angebracht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Heftungen so vorgenommen, dass die Heftbahnen 14 die Fügelinie 13 unter einem Winkel von 45° kreuzen. Die Heftbahnen 14 sind geradlinig ausgeführt, wobei ein Bahnabschnitt 141 ' in dem Bauteil 11 und ein Bahnenabschnitt 142' in dem Bauteil 12 verläuft.

Anstelle der geradlinigen Ausführung der Heftbahnen 14 können diese auch bogenförmig ausgebildet werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Bogenform ist beliebig und kann z.B. ein offener oder geschlossener Kreisbogen sein. Auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind in jeder Gruppe in jedem der voneinander beabstandeten Bereich der Fügelinien 13 beispielhaft drei Heftbahnen 14 vorgesehen, die mit geringem Abstand und voneinander getrennt über die Fügelinie 13 hinweg in die Stirnflächen der beiden Bauteile 11, 12 eingebracht worden sind.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 5 sind die Heftbahnen 14 in den voneinander beabstandeten Bereichen der Fügelinie 13 als zusammenhängende Linie ausgeführt, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 eine Zick-Zack-Linie und im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 eine sinusförmige Wellenlinie bildet.

Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Positionieren von Bauteilen nicht auf plattenförmige Bauteile beschränkt. So können auch z.B. hohlzylindrische Bauteile, die mit ihren Zylinderachsen senkrecht aufeinander stehen, miteinander über die Heftbahnen 14 in den beschriebenen unterschiedlichen Ausführungen miteinander fixiert werden.

Die Art des Heftens ist nicht auf das Herstellen von Schweißnähten als Heftbahnen in metallischen Bauteilen beschränkt. ähnliche Heftbahnen können auch für die Fixierung von Bauteilen vor dem thermischen Aushärten von Klebeverbindungen verwendet werden, die zum Fügen der Bauteile eingesetzt werden.