DE102015211818A1

DE102015211818A1 - Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen

Info

Publication number: DE102015211818A1
Application number: DE102015211818.5A
Authority: DE
Inventors: Johann van Niekerk; Hannes Vasold
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen, die jeweils mindestens eine Kugel, insbesondere zwei miteinander verschweißte Kugeln, aufweisen, auf ein Bauteil, mit folgenden Schritten:
• Bereitstellen einer Schweißstrombereitstellungseinheit, die an ein stationäres Stromnetz angeschlossen wird, und
– die mindestens einen ersten elektrischen Anschluss aufweist, über den ein erster Schweißkopf mit Schweißstrom versorgt wird und
– die mindestens einen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, über den ein zweiter Schweißkopf mit Schweißstrom versorgt wird,
• Bereitstellen einer einzelnen Kugel oder von mindesten zwei einzelnen Kugeln,
• Herstellen eines Verbindungselements durch
– Aneinanderschweißen der mindestens zwei Kugeln mittels des ersten Schweißkopfs oder
– durch Anschweißen der einzelnen Kugel an ein anderes bereitgestelltes Element mittels des ersten Schweißkopfs,
• Aufschweißen des Verbindungselements mittels des zweiten Schweißkopfs auf das Bauteil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Aus der DE 10 2013 214 269 B3 ist eine Clipverbindung bekannt, bei der ein Clipelement auf ein männliches Fixierelement aufgeclipst ist. Das männliche Fixierelement ist durch zwei miteinander verschweißte Kugeln gebildet. Eine untere der beiden Kugeln ist auf ein Bauteil aufgeschweißt. Die andere Kugel ist auf die untere Kugel aufgeschweißt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen auf Bauteile anzugeben, das vorhandene, für Schweißungen erforderliche Anlagenkomponenten möglichst effizient nutzt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen, die jeweils mindestens eine Kugel, Insbesondere zwei miteinander verschweißte Kugeln aufweisen. Ein Verbindungselement gemäß der Erfindung kann beispielsweise ausschließlich durch zwei miteinander zu einer „Doppelkugel” verschweißte Kugeln gebildet sein. Alternativ dazu kann ein Verbindungselement gemäß der Erfindung auch mehr als zwei Kugeln aufweisen. Denkbar ist auch, dass ein Verbindungselement der Erfindung lediglich eine Kugel aufweist, die mit einem anderen bereitgestellten Element, wie z. B. einem Gewindebolzen, insbesondere einem Grobgewindebolzen, einem Stanzniet o. ä. verschweißt wird.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung oder in den Patentansprüchen die Rede von einer Kugel ist, so sind darunter nicht nur exakte Kugeln im mathematischen Sinne zu verstehen. Der Begriff „Kugeln” kann auch Teile von Kugeln (Kugelkalotten) oder andere konvexe, kugelförmige bzw. kugelähnliche Elemente umfassen.
Eine wesentliche Komponente, die für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich ist, ist eine „Schweißstrombereitstellungseinheit”, die an ein stationäres Stromnetz angeschlossen wird. Die Schweißstrombereitstellungseinheit ist dazu vorgesehen, einen zum Schweißen erforderlichen Schweißstrom zu erzeugen. Derartige Schweißstrombereitstellungseinheiten werden bisweilen auch als „Schweißkoffer” bezeichnet. Eine derartige Schweißstrombereitstellungseinheit weist neben einem Stromeingang, über den sie an ein stationäres Stromnetz angeschlossen wird, mindestens zwei elektrische Ausgänge bzw. elektrische Anschlüsse auf. An einen ersten Anschluss der Schweißstrombereitstellungseinheit ist ein erster Schweißkopf angeschlossen. Der erste Schweißkopf wird also über den ersten elektrischen Anschluss der Schweißstrombereitstellungseinheit mit Schweißstrom versorgt Über einen zweiten elektrischen Anschluss der Schweißstrombereitstellungseinheit wird ein zweiter Schweißkopf mit Schweißstrom versorgt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verbindungselement hergestellt, welches mindestens eine Kugel, vorzugsweise aber zwei Kugeln oder mehr als zwei Kugeln, aufweist.
Das Herstellen des Verbindungselements kann durch Aneinanderschweißen mindestens zweier Kugeln erfolgen, wobei das Aneinanderschweißen der Kugeln mittels des ersten Schweißkopfs erfolgt. Alternativ dazu kann das Verbindungselement auch hergestellt werden, indem an ein anderes bereitgestelltes Element eine Kugel mittels des ersten Schweißkopfs angeschweißt wird.
Ein auf diese Weise hergestelltes Verbindungselement wird mittels des zweiten Schweißkopfs, welcher von derselben Schweißstrombereitstellungseinheit wie der erste Schweißkopf mit Schweißstrom versorgt wird, auf ein Bauteil aufgeschweißt.
Mit der Erfindung wird also eine (teure) Schweißstrombereitstellungseinheit („Schweißkoffer”), welche für die Versorgung eines Schweißkopfes, der zum Aufschweißen von Verbindungselementen auf ein Bauteil verwendet wird, „doppelt genutzt”, d. h. auch um einen anderen Schweißkopf mit Schweißstrom zu versorgen, der zur Herstellung der aufzuschweißenden Verbindungselemente eingesetzt wird. Durch die Verwendung ein und desselben „Schweißkoffers” für die beiden o. g. Schweißköpfe ergibt sich eine hohe Anlagenauslastung und somit eine hohe Effizienz ergibt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein erster Vorratsbehälter vorgesehen, in dem eine Vielzahl einzelner Kugeln vorgehalten werden. Einzelne Kugeln können mittels einer Fördereinrichtung aus dem Vorratsbehälter herausgefördert werden.
Sofern das Verbindungselement durch zwei miteinander verschweißte Kugeln gebildet ist, werden mindestens zwei einzelne Kugeln aus dem ersten Vorratsbehälter entnommen (z. B. mittels der Fördereinrichtung gefördert) und aneinander gebracht. Wenn das Verbindungselement eine Kugel und ein anderes bereitgestelltes Element aufweist, wird eine Kugel aus dem ersten Vorratsbehälter mittels der Fördereinrichtung entnommen und an das andere bereitgestellte Element herangebracht, um anschließend mittels des ersten Schweißkopfs zu dem Verbindungselement aneinandergeschweißt zu werden.
Gemäß der Erfindung ist zudem ein zweiter Vorratsbehälter vorgesehen, in den eine Vielzahl von Verbindungselementen, welche durch Schweißen mit dem ersten Schweißkopf hergestellt worden sind, eingebracht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird mittels einer zweiten Fördereinrichtung ein Verbindungselement aus dem zweiten Vorratsbehälter entnommen. Das entnommene Verbindungelement wird an das erste Bauteil angesetzt, um anschließend mittels des zweiten Schweißkopfs auf das Bauteil aufgeschweißt zu werden.
Das Schweißen mittels des ersten Schweißkopfs kann insbesondere durch Hubzündungsschweißen erfolgen. Im Falle eines Verbindungselements, welches aus zwei oder mehreren Kugeln besteht, können diese also durch Hubzündungsschweißen miteinander verschweißt werden. Sofern das Verbindungselement aus einer Kugel und aus einem anderen Element besteht, können die Kugel und das andere Element ebenfalls durch Hubzündungsschweißen miteinander verschweißt werden.
Das Aufschweißen des Verbindungselements auf das Bauteil mittels des zweiten Schweißkopfs kann ebenfalls durch Hubzündungsschweißen erfolgen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der erste und/oder der zweite Schweißkopf jeweils von einem elektronisch gesteuerten Roboter gesteuert bzw. bewegt bzw. geführt. Dadurch ist die Erfindung insbesondere auch für den hochautomatisierten Großserieneinsatz bzw. für eine Fließbandfertigung geeignet.
Bei dem ersten Bauteil kann es sich prinzipiell um ein beliebiges Bauteil handeln. Die Erfindung ist aber insbesondere für den Fahrzeugbau, insbesondere für den Fahrzeugkarosseriebau, geeignet. Dementsprechend kann es sich beim ersten Bauteil beispielsweise um ein Karosseriebauteil eines herzustellenden Fahrzeugs handeln.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Schweißkopf in Phasen schweißt, in denen der zweite Schweißkopf gerade nicht schweißt, was den Vorteil hat, dass die Schweißstrombereitstellungseinheit hinsichtlich ihrer elektrischen Leistung vergleichsweise leistungsarm und somit kostengünstig ausgelegt sein kann.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 das Grundprinzip der Herstellung einer Doppelkugel und des Aufschweißens einer Doppelkugel auf ein Bauteil; und
2 die wesentlichen Komponenten, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden.
1 zeigt eine Doppelkugel 1, die durch zwei über eine Schweißverbindung 2 miteinander verbundene Einzelkugeln 1a, 1b gebildet ist. Die Doppelkugel 1 wird auf ein Bauteil 3, bei dem es sich beispielsweise um ein Stahl- oder Aluminiumblechbauteil handeln kann, aufgeschweißt. Dementsprechend besteht zwischen der „unteren Kugel 1b” und dem Bauteil 3 eine Schweißverbindung 4.
2 zeigt in schematischer Darstellung die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Komponenten bzw. Anlagenkomponenten. Zur Herstellung eines Verbindungselements, z. B. der in 1 gezeigten Doppelkugel 1 wird ein erster Schweißkopf 5 eingesetzt, der über eine elektrische Verbindung 6 von einer Schweißstrombereitstellungseinheit 7, die auch als „Schweißkoffer” bezeichnet werden kann, mit Schweißstrom versorgt.
Über eine hier nicht näher dargestellte Fördereinrichtung werden einem ersten Vorratsbehälter 8, in dem einzelne Kugeln vorgehalten werden, einzelne Kugeln entnommen und mittels des ersten Schweißkopfs 5 zu einer Doppelkugel, wie sie in 1 dargestellt ist, verschweißt. Die „fertigen Doppelkugeln” fallen dann in einen zweiten Vorratsbehälter 9 oder werden in anderer Weise in einen zweiten Vorratsbehälter 9 gebracht.
Über eine hier nicht näher dargestellte Fördereinrichtung können dem zweiten Vorratsbehälter 9 nacheinander Doppelkugeln entnommen werden. Eine entnommene Doppelkugel wird an ein Bauteil 3, bei dem es sich beispielsweise um ein Karosseriebauteil einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie handeln kann, angesetzt. Mittels eines zweiten Schweißkopfs 10 wird das Verbindungselement dann mit dem Bauteil 3 verschweißt.
Der zweite Schweißkopf 10 wird dabei von derselben Schweißstrombereitstellungseinheit 7 mit Schweißstrom versorgt, von der auch der erste Schweißkopf 5 mit Schweißstrom versorgt wird. Das Versorgen beider Schweißköpfe 5, 10 durch ein und dieselbe Schweißstrombereitstellungseinheit 7 ist sehr ökonomisch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013214269 B3 [0002]

Claims

Verfahren zum Aufschweißen von Verbindungselementen (1), die jeweils mindestens eine Kugel (1a, 1b), insbesondere zwei miteinander verschweißte Kugeln (1a, 1b), aufweisen, auf ein Bauteil, (3) mit folgenden Schritten: • Bereitstellen einer Schweißstrombereitstellungseinheit (7), die an ein stationäres Stromnetz angeschlossen wird, und – die mindestens einen ersten elektrischen Anschluss aufweist, über den ein erster Schweißkopf (5) mit Schweißstrom versorgt wird und – die mindestens einen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, über den ein zweiter Schweißkopf (10) mit Schweißstrom versorgt wird, • Bereitstellen einer einzelnen Kugel (1a, 1b) oder von mindesten zwei einzelnen Kugeln (1a, 1b), • Herstellen eines Verbindungselements (1) durch – Aneinanderschweißen der mindestens zwei Kugeln (1a, 1b) mittels des ersten Schweißkopfs (5) oder – durch Anschweißen der einzelnen Kugel (1a, 1b) an ein anderes bereitgestelltes Element mittels des ersten Schweißkopfs (5), • Aufschweißen des Verbindungselements (1) mittels des zweiten Schweißkopfs (10) auf das Bauteil (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vorratsbehälter (8) vorgesehen ist, in dem eine Vielzahl einzelner Kugeln (1a, 1b) enthalten sind, wobei mittels einer Fördereinrichtung • mindestens zwei einzelne Kugeln (1a, 1b) aus dem ersten Vorratsbehälter (8) entnommen werden und aneinander gebracht werden, oder • eine Kugel aus dem ersten Vorratsbehälter (8) entnommen und an das andere bereitgestellte Element herangebracht wird, um anschließend mittels des ersten Schweißkopfs (5) zu dem Verbindungselement (1) aneinandergeschweißt zu werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Vorratsbehälter (9) vorgesehen ist, in den eine Vielzahl von Verbindungselementen (1), welche durch Schweißen mit dem ersten Schweißkopf (5) hergestellt wurden, eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Fördereinrichtung ein Verbindungselement (1) aus dem zweiten Vorratsbehälter (9) entnommen wird und an das Bauteil (3) angesetzt wird, um anschließend mit dem zweiten Schweißkopf (10) auf das Bauteil (3) aufgeschweißt zu werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen mittels des ersten Schweißkopfs (5) durch Hubzündungsschweißen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschweißen des Verbindungselements (1) mittels des zweiten Schweißkopfs (10) auf das Bauteil (3) durch Hubzündungsschweißen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Schweißkopf (5, 10) jeweils von einem elektronisch gesteuerten Roboter gesteuert bzw. bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (3) ein Karosseriebauteil einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schweißkopf (5) in Phasen schweißt, in denen der zweite Schweißkopf (10) gerade nicht schweißt.