DE10115835A1

DE10115835A1 - Joining method for motor vehicle and vehicle body assembly with all components within a group coated with solder and tensioned and joint in rig after heating to melt solder

Info

Publication number: DE10115835A1
Application number: DE10115835A
Authority: DE
Inventors: Uwe Lehmann
Original assignee: Hoermann Rawema GmbH
Current assignee: HOERMANN ENGINEERING GMBH, 09112 CHEMNITZ, DE
Priority date: 2001-03-31
Filing date: 2001-03-31
Publication date: 2003-01-02

Abstract

All components (1) within an assembly are pre-coated with a layer of solder on all necessary joining points, and are then positioned, fixed, and tensioned in a rig (2) corresponding to the end product. All components are heated simultaneously by an energy source (3) to melt the solder, and are joined. At the same time, generators (4) within the rig charge all components with ultrasound under defined conditions. After this, the completed assembly is left rest for a defined period to cool and for tensions to reduce.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Arbeitsverfahren insbesondere das der Fügetechnik beim Zusammenbau komplexer Baugruppen im Karosserie- und Fahrzeugbau. The invention relates to the technical field of working methods especially that of joining technology when assembling complex Assemblies in body and vehicle construction.

Allgemein bekannt ist das Fügen komplexer Baugruppen speziell im Fahrzeug-, Karosserie- und Rahmenbau vermittels Punktschweißen, Rollnahtschweißen, Laserschweißen, Clinchen, Nieten, Toxen und Kleben. Mittels dieser bekannten Fügeverfahren werden z. B. Bleche miteinander und mit und anderen Teile verbunden. Es ist derzeit nichts anderes bekannt als dass, zunächst Unterbaugruppen mittels dieser Verfahren hergestellt werden, die daraufhin zu Gesamtbaugruppen wieder mittels dieser Verfahren zusammengefügt werden. Diese abschnittsweise bzw. etappenförmige Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, dass eben einzelne Abschnitte der Karosserie oder des Rahmens nacheinander gefügt werden müssen. Diese Art der Fertigung ist bisher notwendig, weil die bisher zur Anwendung kommenden Fügeverfahren nur abschnittsweise Fügungen und nicht das gleichzeitige Fügen z. B. einer Gesamtkarosserie ermöglichen. Auch die bisher anwendbare Klebetechnologie ist nach heutigem Stand der Technik nicht in der Lage, im Fahrzeugbau den gestellten Anforderungen der Prozeßsicherheit, kurzen Prozeßzeiten, geringen Prozeßkosten und weiteren technischen Parametern Rechnung zu tragen. Z. B. verlangt die Fertigung einer Rohkarosserie eines Mittelklasse-PKW immerhin noch ca. 7-8 Stunden Fertigungszeit. In der Regel werden dabei einige Hundert Bleche miteinander punktverschweißt. The joining of complex assemblies is generally known, especially in Vehicle, body and frame construction by means of spot welding, Roll seam welding, laser welding, clinching, riveting, toxing and gluing. By means of these known joining methods, for. B. sheets together and connected with and other parts. At the moment nothing is known other than that, first of all, subassemblies are manufactured using these processes, which then become complete assemblies again using these methods be put together. This in sections or stages The procedure is characterized in that individual sections the body or frame must be joined one after the other. This type of manufacturing has so far been necessary because the previously used coming joining processes only in sections and not that simultaneous joining z. B. enable an overall body. So far, too Applicable adhesive technology is not in the current state of the art able to meet the requirements of automotive engineering Process reliability, short process times, low process costs and more technical parameters. For example, manufacturing requires a body shell of a mid-size car, after all, about 7-8 hours Production time. As a rule, a few hundred sheets are joined together spot-welded.

Von diesen o. g. Mängeln und ihren Ursachen beim oben dargestellten Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verfahrensweise bereitzustellen, welche ein gleichzeitiges Fügen von vielen oder allen Teilen oder einer gesamten Karosserie oder eines gesamten Rahmens ermöglicht und die Fügezeit erheblich verkürzt. Of these o. G. Defects and their causes in the status shown above starting from technology, the invention is based on the object How to provide a simultaneous joining of many or all parts or an entire body or an entire Frame enables and the joining time significantly reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the Claim 1 solved. Further advantageous features result from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch nachfolgende vorteilhafte Wirkungen aus. Es müssen nicht mehr einzelne Unterbaugruppen mit der z. B. auch notwendigen Lagerhaltung gefertigt und diese dann zu einer Hauptbaugruppe zusammengefügt werden. Mit der neuen erfinderischen technische Lösung entsteht sofort die Gesamtbaugruppe. Dadurch lassen sich erhebliche technologisch bedingte Zeitaufwendungen, die insgesamt zu hohen Fertigungszeiten führen, einsparen. Auch werden dadurch erhebliche Fertigungskosten vermieden, was insgesamt zu einer Kostenreduzierung des dem Verbraucher angebotenen Endpruduktes führen wird. The solution according to the invention is characterized by the following advantageous Effects from. There is no longer a need for individual subassemblies with the z. B. also necessary necessary warehousing manufactured and this then to a Main assembly can be assembled. With the new inventive technical solution, the entire assembly is created immediately. This allows considerable technologically-related expenditure of time, which in total lead to long production times, save. This will also be significant Manufacturing costs avoided, resulting in a total cost reduction of end product offered to the consumer.

Nachfolgendes Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutern. The following exemplary embodiment is intended to explain the invention in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 Perspektivische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens Fig. 1 perspective view of an arrangement for performing the joining method according to the invention

embodiment

Die zur Fügung vorgesehenen Einzelteile 1 werden an den konstruktiv notwendigen Stellen vorbelotet. Das eigentliche Aufbringen des Lotes erfolgt nach bekannten Stand der Technik. Alternativ zum Vorbeloten der zu fügenden Teile könnten auch Lote in Form von Bändern o. ä. zwischen den zu fügenden Bauteilen, unverschmolzen, positioniert werden. In einer geeigneten und dem Endprodukt angepassten Gesamtaufnahme- und -spannvorrichtung 2 werden die in einer Vielzahl verschiedener vorbereiteten und vorbeloteten Einzelteile aufgenommen, fixiert und gespannt. Nach dem Fixieren und Spannen der Teile 1 wird eine Wärmeenergiequelle 3 aktiviert, welche alle Teile gleichzeitig erwärmt und das Lot zum Verschmelzen bringt. Gleichzeitig dazu oder mit definierter Zeitverzögerung werden von einem, gegebenenfalls mehreren, Ultraschallgeber 4 innerhalb der Vorrichtung 2 alle gespannten Teile 1 mit Ultraschall unter definierten Bedingungen beaufschlagt. Durch die Ultraschalleinwirkung wird die vorhandene Oxidschicht des Lotes und der Materialoberfläche zerstört. Eine intensive Anbindung des Lotes an das Grundmaterial ist gegeben. Ein Zusatz von Flußmittel für das Lot ist nicht erforderlich. Nach dem Verschmelzen der Teile zur Gesamtbaugruppe werden die Energiequelle 3 und die Ultraschallquelle 4 abgeschaltet. Die gefügte Baugruppe erhält noch eine definierte Zeitspanne, in der sie abkühlt, gegebenenfalls Spannungen abbaut, dies mit oder ohne äußere Unterstützung. The individual parts 1 to be joined are pre-soldered at the points required for construction. The actual application of the solder takes place according to the known prior art. As an alternative to pre-soldering the parts to be joined, solders in the form of strips or the like could also be positioned between the components to be joined, unmelted. In a suitable overall fixture and clamping device 2, which is adapted to the end product, the individual parts, which are prepared and pre-soldered, are picked up, fixed and clamped. After fixing and tensioning the parts 1 , a heat energy source 3 is activated, which heats all parts at the same time and melts the solder. Simultaneously with this or with a defined time delay, one, possibly several, ultrasonic transmitters 4 within the device 2 apply ultrasound to all tensioned parts 1 under defined conditions. The existing oxide layer of the solder and the material surface is destroyed by the action of ultrasound. There is an intensive connection of the solder to the base material. It is not necessary to add flux for the solder. After the parts have been merged to form the overall assembly, the energy source 3 and the ultrasound source 4 are switched off. The assembled assembly is given a defined period of time in which it cools down, possibly relieves tension, with or without external support.

Claims

1. joining method in vehicle body and characterized in
that all individual parts ( 1 ) of an overall assembly intended for joining are pre-soldered with a solder layer at the structurally necessary points and then positioned, fixed and tensioned in a suitable overall mounting and tensioning device ( 2 ) adapted to the end product,
that after fixing and tensioning the parts ( 1 ) in the device ( 2 ), an energy source ( 3 ) is activated, which heats all parts ( 1 ) simultaneously for the purpose of melting and melting the applied solder, these parts ( 1 ) the entire assembly is to be joined at the constructionally provided joints,
that ultrasound transmitters ( 4 ) within the device ( 2 ) simultaneously apply ultrasound to all tensioned parts ( 1 ) under defined conditions and
that the joined overall assembly is then left to a defined time in which it can cool down with or without support from the device ( 2 ) and, if necessary, reduce stresses.

2. The method according to claim 1, characterized, that as an alternative to pre-soldering the parts to be joined, solders in the form of strips or the like between the components to be joined, unmelted, to be positioned.

3. The method according to claim 1, characterized, that alternatively for melting and fusing the applied solder a heat energy source or any other suitable one for this purpose Energy source, including a substance serving as such, including the solder itself, which triggers an exothermic reaction, is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that the ultrasound is applied by one or more ultrasound transmitters ( 4 ).

5. The method according to claim 1, characterized in that the ultrasound exposure by the / the ultrasound generator ( 4 ) optionally with a defined time delay for loading the parts ( 1 ) by the energy source ( 3 ).

6. The method according to claim 1, characterized in that when the ultrasound is applied by the ultrasound transmitter ( 4 ), the ultrasound is introduced at one or at different points or areas of the overall assembly to be joined.