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Die Erfindung betrifft eine Heizelektrode, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten eines Fügebereiches an einem Sandwichblech.
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Sandwichbleche, die aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, vereinen gegensätzliche Eigenschaften, die durch Vollbleche nicht bereitgestellt werden können. So weist beispielsweise ein Sandwichblech, das aus einer Polymer-Kernschicht, vorzugsweise aus einer thermoplastischen Kunststoff-Kernschicht mit zwei metallischen Decklagen besteht, insbesondere wenn die Kunststoff-Kernschicht in ihrer Dicke größer als die Dicke der metallischen Decklagen ausgeführt ist, vergleichbare Eigenschaften wie ein Vollblech mit verringertem Gewicht auf. Um eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Widerstandspunktschweißverbindung zwischen einem gattungsgemäßen Sandwichblech und mindestens einem weiteren Bauteil erzeugen zu können, ist es erforderlich, das Polymer aufgrund seiner elektrisch isolierenden Wirkung aus dem Fügebereich zu entfernen, so dass die metallischen Decklagen im Fügebereich in elektrischen Kontakt gebracht werden können. Nicht nur beim Widerstandspunktschweißen sondern beispielsweise auch bei anderen Fügeverfahren wie zum Beispiel beim mechanischen Verbinden (Schrauben, Einsatz von Funktionselementen und/oder Schweißbolzen) sollte die Kunststoff-Kernschicht aus dem Fügebereich vorher entfernt werden, da die Kernschicht einen negativen Einfluss auf den Fügeprozess haben kann, insbesondere unter bestimmten Fertigungsbedingungen (z. B. bei der kathodischen Tauchlackierung) eine Beeinträchtigung der Verbindungseigenschaften bewirken kann (z. B. Vorspannkraftverlust), oder insbesondere unter Betriebsbedingung eines Bauteiles ebenfalls eine Beeinträchtigung der Verbindungseigenschaften auftreten kann (z. B. Langzeitverhalten bei kombinierter Wechselbelastung, mechanisch bedingt, durch unterschiedlichen Temperatureinfluss, durch Feuchtigkeitseinfluss).
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Aus der
deutschen Offenlegungsschrift 10 2015 100 496 ist zum einen ein Verfahren zum Vorbereiten eines Fügebereichs an einem Sandwichblech sowie zum anderen die Erzeugung einer Fügeverbindung in dem vorbereiteten Fügebereich zwischen einem Sandwichblech und einem weiteren Blech in ein und derselben Vorrichtung bekannt. Es wird mindestens eine Schweißelektrode verwendet, die sowohl für die Vorbereitung, sprich zur Erwärmung des Fügebereiches an dem Sandwichblech mit anschließender Verdrängung des Polymers aus dem Fügebereich als auch zum Verschweißen des Sandwichbleches mit einem weiteren Blech verwendet wird. Durch den doppelten Einsatz (Erwärmen und Schweißen) liegt ein hoher Verschleißgrad der Schweißelektroden respektive der Schweißelektrodenkappen vor und die Standzeiten entsprechender Vorrichtungen sind gering. Der notwendige Schweiß-Strom beim Widerstandspunktschweißen ist um ein Vielfaches höher als der Erwärmungs-Strom zum Aufweichen des Polymers. Dadurch steigt auch der Reinigungsbedarf der Schweißelektroden respektive der Schweißelektrodenkappen insbesondere nach dem Schweißen, wodurch die Taktzeit sinkt.
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Ferner ist aus der
deutschen Offenlegungsschrift 10 2011 109 708 eine Heiz-/Schweißelektrode bekannt, welche über ein integriertes Thermoelement temperiert ist. Nachteilig wirken sich die Kosten (Thermoelement) und der Integrationsaufwand der Thermoelemente in der Kupferelektrode aus. Des Weiteren ist die Effektivität beschränkt, da die Wärmequelle nicht in direktem Kontakt mit dem lokal zu erwärmenden Material/Werkstück steht. Die Wärme wird daher vom Thermoelement über die Elektrode an das Material/Werkstück weitergegeben. Dies führt zum Wärmeverlust und zu längeren Prozesstaktzeiten. Zudem benötigen die Thermoelemente eigene Steuergeräte und Stromquellen, wobei die Leistungen auch entsprechend begrenzt sind. Des Weiteren ist der Austausch bei Verschleiß aufwändiger (Ausbau und Einbau des Thermoelements).
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizelektrode sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zu stellen, welche die vorgenannten Nachteile teilweise oder weitgehend vermeidet.
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Gelöst wird das Problem gemäß einer ersten Lehre mit einer erfindungsgemäßen Heizelektrode umfassend einen inneren Elektrodenkörper und einen äußeren Elektrodenkörper, welche zumindest bereichsweise koaxial zueinander angeordnet sind und zwischen welchen zumindest bereichsweise eine Isolierung angeordnet ist, ein Stempelelement, welches mit dem inneren und dem äußeren Elektrodenkörper verbindbar oder verbunden ist und eine elektrische Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Elektrodenkörper herstellt.
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Gelöst wird das Problem gemäß einer zweiten Lehre mit einem Verfahren zum Vorbereiten eines Fügebereiches an einem Sandwichblech zum Fügen mit mindestens einem weiteren Blech, wobei das Sandwichblech mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Polymerlage umfasst, der Fügebereich am Sandwichblech derart erwärmt wird, dass die Polymerlage aufweicht und durch Zusammendrücken der metallischen Decklagen aus dem Fügebereich verdrängt wird, wobei die Erwärmung durch einen elektrischen Stromfluss über eine mit dem Sandwichblech in Kontakt stehenden Elektrode erzeugt wird, wobei die Elektrode als erfindungsgemäße Heizelektrode ausgebildet ist.
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Gelöst wird das Problem gemäß einer dritten Lehre mit einer Vorrichtung zum Vorbereiten eines Fügebereiches an einem Sandwichblech zum Fügen mit mindestens einem weiteren Blech, das Sandwichblech mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Polymerlage umfasst, mit Mitteln zum Bereitstellen eines Stromkreises, welche einen Strom zum Erwärmen des Fügebereiches über mindestens eine Elektrode führen, mit Mitteln zum Verdrängen der Polymerlage aus dem Fügebereich, wobei die Elektrode als erfindungsgemäße Heizelektrode ausgebildet ist.
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Der Erfinder hat festgestellt, dass durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Heizelektrode nur auf den Einsatz zum Erwärmen zu beschränken, nicht beispielsweise zum Widerstandspunktschweißen auszulegen und dementsprechend auch nicht dafür geeignet ist, wodurch sich die erfindungsgemäße Umsetzung positiv auf die Taktzeiten und/oder Standzeiten auswirken kann. Nicht nur eine günstige Ausführung der erfindungsgemäßen Heizelektrode sondern auch eine effektive Wärmeübertragung durch den direkten Kontakt zwischen der Wärmequelle und dem Material/Werkstück, wodurch kürzere Prozesstaktzeiten realisiert werden können, sind als besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Heizelektrode zu nennen. Sie benötigt daher auch keine eigenen Steuergeräte und Stromquellen. Die erfindungsgemäße Heizelektrode ist zur lokalen thermischen Vorkonfektionierung bzw. Vorbehandlung ausgelegt und wird nicht zum Widerstandsschweißen sondern zum Verdrängen der Kernschicht bei Sandwichmaterialien verwendet. Die erfindungsgemäße Heizelektrode kann auch für die Vorkonfektionierung und Wärmevorbehandlung anderer Materialien verwendet werden, insbesondere zur lokalen Erwärmung von nicht oder schlecht stromleitenden Materialien, insbesondere von Kunststoffen, beispielsweise zum Verbinden von Metallen und Kunststoffen.
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Um eine Austauschbarkeit sicher zu stellen, ist gemäß einer Ausgestaltung das Stempelelement lösbar an der Heizelektrode angebunden. Die lösbare Anbindung ist vorteilhaft, wenn beispielsweise die Verschleißgrenze des Stempelelements erreicht ist, insbesondere zum relativ einfachen Austausch und/oder aber wenn unterschiedliche Aufgaben mit einer definierten Ausgestaltung erfüllt werden müssen, so dass der Geometrie des Stempelelementes keine Grenzen gesetzt sind und diese daher nach Bedarf schnell und unkompliziert ausgetauscht werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind der innere und der äußere Elektrodenkörper jeweils als Hohlprofil mit einer bestimmten Wandstärke ausgebildet. Dadurch kann beispielsweise im Vergleich zu einem inneren Elektrodenkörper aus einem Vollmaterial eine gewichtsreduzierte Heizelektrode bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der innere Elektrodenkörper, insbesondere auf der dem Stempelelement abgewandten Seite eine Geometrie auf, die einem Standard-Schaft zur Aufnahme an einer Standard-Schweißzange entspricht. Dadurch kann vorteilhaft die Heizelektrode in jeder Standard – respektive genormten Schweizange eingesetzt werden, wodurch die erfindungsgemäße Heizelektrode auf jede Standard-Schweizange (Standard Schaftanbindungen nach Norm) adaptierbar ist und in vorteilhafter Weise auch die Stromquelle sowie die (Schweiß-)Stromsteuerung einer Standard-Schweizange für den Prozess verwenden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Stempelelement auf der Anbindungsseite einen äußeren Bereich zur Kontaktierung respektive Anbindung an den äußeren Elektrodenkörper auf. Das Stempelelement weist ferner auf der Anbindungsseite einen inneren Bereich zur Kontaktierung an den inneren Elektrodenkörper auf. Durch die Kontaktierung des inneren und äußeren Elektrodenkörpers ist sichergestellt, dass das Stempelelement im elektrischen Kontakt steht und ein Stromfluss durch das Stempelelement möglich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der äußere Elektrodenkörper einen Anschlussbereich auf, an welchen mittel- oder unmittelbar eine stromführende Leitung angeschlossen werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der innere Elektrodenkörper an der dem Stempelelement zugewandten Seite, insbesondere im Kontaktbereich zum Stempelelement eine im Vergleich zum restlichen Bereich des inneren Elektrodenkörpers geringere Wandstärke auf.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist der innere Bereich des Stempelelements eine stegförmige Ausbildung auf, welche in die Heizelektrode zwischen dem inneren und äußeren Elektrodenkörper eingreifen kann. Dadurch kann eine stabile Anbindung zwischen dem Stempelelement und den Elektrodenkörper der Heizelektrode bereitgestellt werden.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist der innere Elektrodenkörper an der dem Stempelelement zugewandten Seite, insbesondere der Kontaktbereich zum Stempelelement im Vergleich zum äußeren Elektrodenkörper als Überstand ausgebildet, welcher in eine auf der Anbindungsseite im inneren Bereich des Stempelelementes ausgebildete Ausnehmung eingreifen kann. Dadurch kann eine stabile Anbindung zwischen dem Stempelelement und den Elektrodenkörper der Heizelektrode bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist das Stempelelement einen Hohlraum auf. Je nach Ausgestaltung/Geometrie des Stempels kann durch den Hohlraum oder Hohlräume innerhalb des Stempelelementes positiv Einfluss auf die Masse des Stempelelementes genommen werden. Zudem können die unterschiedlichen Geometrien/Querschnitte den Stromverlauf und die Stromdichte beeinflussen, welche die Wärmekonzentration im Stempelelement gezielt verteilen können. Durch die Hohlräume kann auch ein Kühlmedium geführt werden, welches die Wärmemenge und/oder Wärmeverteilung gezielt steuern kann. Durch die geometrische Vielfalt des Stempelelementes sind verschiedene Vorkonfektionierungen möglich, sowohl bei gut stromleitenden oder schlecht stromleitenden Materialien möglich.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt
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1a)–1c): ein Ausführungsbeispiel einer Heizelektrode in unterschiedlichen Ansichten dargestellt,
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2a)–2d): unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer Heizelektrode im unteren Bereich in einer schematischen Schnittansicht,
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3a)–3b): ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer schematischen Ansicht,
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4): ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer schematischen Ansicht und
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5a)–5b): zwei Ausführungsbeispiele zum Steuern des elektrischen Stromflusses in Abhängigkeit von der Position der Heizelektrode.
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In den 1a) bis 1c) sind unterschiedliche Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Heizelektrode 1 dargestellt. 1b) zeigt einen Längsschnitt durch die in 1a) dargestellte Heizelektrode 1 entlang der Linie A-A. Die Heizelektrode 1 umfasst einen inneren Elektrodenkörper 2 und einen äußeren Elektrodenkörper 3, welche zumindest bereichsweise koaxial zueinander angeordnet sind und zwischen welchen zumindest bereichsweise eine Isolierung 4 angeordnet ist. Der äußere Elektrodenkörper 3 weist im unteren Bereich bzw. an seinem unteren Ende einen beispielsweise umlaufenden Flanschbereich 3.1 auf, wobei der Elektrodenkörper 3 und der Flanschbereich 3.1 einstückig aus einem Material ausgebildet sind. In dem Flanschbereich 3.1 sind Löcher/Öffnungen 3.2 zur Aufnahme bzw. zum Hindurchführen von Befestigungsmitteln 6 vorgesehen. Der äußere Elektrodenkörper 3 weist einen Anschlussbereich 7 auf, an welchen mittel- oder unmittelbar eine stromführende Leitung (nicht dargestellt) anschließbar ist bzw. angeschlossen werden kann. Der innere Elektrodenkörper 2 weist im oberen Bereich bzw. an seinem oberen Ende 2.1 eine Geometrie auf, die einem Standard-Schaft zur Aufnahme an einer Standard-Schweißzange entspricht. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der innere Elektrodenkörper 2 im unteren Bereich bzw. an seinem unteren Ende einen Abschnitt 2.2 mit einer im Vergleich zum restlichen Bereich des inneren Elektrodenkörpers 2 geringeren Wandstärke auf.
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Ferner umfasst die Heizelektrode 1 ein Stempelelement 5. Das Stempelelement 5 weist auf seiner Arbeitsseite B einen äußeren, umlaufenden ebenen Bereich 5.3 und einen erhabenen Mittenbereich 5.4 auf, wobei der Mittenbereich 5.4 eine gewisse Höhe E zum umlaufenden Bereich 5.3 aufweist. Die Höhe E und die Ausgestaltung/Geometrie auf der Arbeitsseite B richtet sich insbesondere nach der Dicke der zu verdrängen Polymerschicht 11.3 bzw. nach der gestellten Anforderung. Auf der der Arbeitsseite B abgewandten Seite, der Anbindungsseite weist das Stempelelement 5 im äußeren Bereich beispielsweise Bohrungen/Sacklöcher 5.1 auf, welche mit einem Innengewinde versehen sein können, um eine Schraube 6 für eine mechanische und lösbare Verbindung bzw. Anbindung mit der Heizelektrode 1 aufnehmen zu können. Im inneren Bereich bzw. Mittenbereich auf der Anbindungsseite weist das Stempelelement 5 eine stegförmige Ausbildung 5.2 auf, welche in die Heizelektrode 1 zwischen dem inneren Elektrodenkörper 2 und äußeren Elektrodenkörper 3 eingreifen kann. Im verbundenen bzw. angebundenen Zustand steht das Stempelelement 5 zum einen mit seiner stegförmigen Ausbildung 5.2 mit dem inneren Elektrodenkörper 2 über den Abschnitt 2.2 und zum anderen über seinen äußeren Bereich mit dem Flanschbereich 3.1 des äußeren Elektrodenkörpers 3 in elektrischem Kontakt, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem inneren Elektrodenkörper 2 und dem äußeren Elektrodenkörper 3 hergestellt bzw. sichergestellt ist. 1c) zeigt eine Draufsicht der in 1) dargestellten Heizelektrode 1.
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Die 2a) bis 2d) zeigen Heizelektroden (1, 1', 1'') in unterschiedlichen Ausführungen im unteren Bereich in jeweils einer schematischen Schnittansicht. Das Heizelement 1 in den 2a) und 2b) unterscheidet sich jeweils im Vergleich zu der Ausführung in den 1a) bis 1c) durch eine unterschiedliche Ausgestaltung des jeweiligen Stempelelements 5', 5''. Die Stempelelemente 5', 5'' haben gemeinsam, dass sie jeweils einen Hohlraum 5.6 aufweisen, welcher Einfluss auf den Stromverlauf und die Stromdichte, insbesondere zur gezielten Verteilung der Wärmekonzentration im Stempelelement 5', 5'' haben.
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Die 2c) bis 2d) zeigen Stempelelemente 5''', 5'''' in jeweils einer schematischen Schnittansicht, welche im Vergleich zu den Stempelelementen 5', 5'' in den 2a) und 2b) größer dimensioniert sind und jeweils einen größeren Hohlraum 5.6 aufweisen. Die größere Dimensionierung der Stempelelemente 5''', 5'''' hat Einfluss auf die Wärmekonzentration und zusätzlich kann Wärmemenge und/oder Wärmeverteilung gezielt gesteuert werden, indem durch die Hohlräume ein Kühlmedium, beispielsweise Wasser (nicht dargestellt) geführt werden kann. Zusätzlich unterscheiden sich die Heizelektroden 1', 1'' im Vergleich zu der Heizelektrode 1 zum einen bezogen auf den Flanschbereich 3.1 des äußeren Elektrodenkörpers und zum anderen hinsichtlich des inneren Elektrodenkörpers 2, welcher im Kontaktbereich zum Stempelelement 5''', 5'''' im Vergleich zum äußeren Elektrodenkörper 3 als Überstand 2.3 ausgebildet ist, welcher in eine auf der Anbindungsseite im inneren Bereich des Stempelelementes 5''', 5'''' ausgebildete Ausnehmung 5.7 eingreifen kann. Beide Stempelelemente 5''', 5'''' weisen auf der Arbeitsseite B einen schmalen erhabenen Mittenbereich 5.4 auf.
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Die Stempelelemente 5', 5'', 5''', 5'''' weisen auf der Anbindungsseite einen äußeren Bereich zur Kontaktierung respektive Anbindung an den äußeren Elektrodenkörper 3 auf. Das Stempelelement weist ferner auf der Anbindungsseite einen inneren Bereich 5.2, 5.7 zur Kontaktierung an den inneren Elektrodenkörper 2 auf, wodurch das Stempelelement mit dem inneren und dem äußeren Elektrodenkörper 2, 3 verbindbar oder verbunden ist und eine elektrische Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Elektrodenkörper 2, 3 herstellt. Durch die Kontaktierung des inneren und äußeren Elektrodenkörpers 2, 3 ist sichergestellt, dass ein Stromfluss durch das Stempelelement möglich ist.
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3a) zeigt den unteren Teil der Heizelektrode 1 des Ausführungsbeispiels in 1). Zudem sind Pfeile eingezeichnet, welche die Fließrichtung des Stromes S bei entsprechender Strombeaufschlagung symbolisieren. Der Stromeintrag erfolgt über einen am äußeren Elektrodenkörper 3 angebundenen Anschlussbereich 7, an welchen mittel- oder unmittelbar eine stromführende Leitung 8 angeschlossen werden kann. Der Strom fließt über den äußeren Elektrodenkörper 3 in Richtung des Stempelelementes 5, welcher mit Strom durchflossen wird und den Strom an den inneren Elektrodenkörper 2 weiterleitet.
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Das Heizelement 1 ist Bestandteil eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 9 zum Vorbereiten eines Fügebereiches F an einem Sandwichblech 11 zum Fügen mit mindestens einem weiteren Blech. Das Sandwichblech 11 umfasst mindestens zwei metallische Decklagen 11.1, 11.2 und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen 11.1, 11.2 angeordnete Polymerlage 11.3. Ferner umfasst die Vorrichtung 9 Mittel (9.1, 9.2, 10) zum Bereitstellen eines Stromkreises, welche einen Strom S zum Erwärmen des Fügebereiches F über die erfindungsgemäße Heizelektrode 1 führen, sowie Mitteln (9.1, 9.2) zum Verdrängen der Polymerlage aus dem Fügebereich F. Die Vorrichtung 9 ist beispielsweise als Zange, vorzugsweise als Standard-Schweißzange ausgebildet, wobei an dem oberen Zangenarm 9.1 die erfindungsgemäße Heizelektrode 1 anbringbar bzw. angebracht ist und an dem unteren Zangenarm 9.2 eine Gegenelektrode 12 anbringbar bzw. angebracht ist, welche an ihrem oberen Teil eine Aufnahme 12.1 aufweist. Die Zangenarme 9.1, 9.2 sind relativ zueinander bewegbar/steuerbar. Zwischen der Heizelektrode 1 und der Aufnahme 12.1 befindet sich ein Sandwichblech 11. Mittels einer Stromquelle 10 wird ein Strom bereitgestellt, welcher über eine stromführende Leitung 8 mit dem Heizelement 1 elektrisch verbunden ist. Der innere Elektrodenkörper 2 des Heizelementes 1 ist elektrisch leitend mit dem Zangenarm 9.1 oder nicht dargestellten stromführenden innerhalb des Zangenarmes 9.1 verbunden, welche wiederum mit der Stromquelle 10 in Verbindung stehen, so dass der Stromkreis geschlossen ist. Der Strom S wird unter anderem über das Stempelelement 5 geführt und aufgrund seiner Geometrie/Widerstands und Materials erwärmt, was wiederum zur Erwärmung der mit dem Stempelelement 5 in Kontakt stehenden metallischen Decklage 11.1 im zu erzeugenden Fügebereich F des Sandwichblechs 11 führt. Durch Wärmeleitung erreicht die Wärme die Polymerlage 11.3, welche im zu erzeugenden Fügebereich F erweicht und durch Relativbewegung der beiden Zangenarme 9.1, 9.2 zueinander, die erweichte Polymerlage 11.3 aus dem Fügebereich F verdrängt und die metallischen Decklagen 11.1, 11.2 in Kontakt gebracht werden kann. Die mit der Gegenelektrode 12 verbundenen Aufnahme 12.1 ist derart dimensioniert, dass keine Verformung der mit ihr in Kontakt stehenden metallischen Decklage 11.2 durch die Relativbewegung und Kraftbeaufschlagung durch die Heizelektrode 1 erfolgt und insbesondere aus einem nicht elektrisch leitenden Material besteht. Da die Dicke der Polymerlage 11.3 bekannt ist, entspricht diese dem Verfahrweg der Heizelektrode 1 respektive der Relativbewegung der beiden Zangenarme 9.1, 9.2 zueinander. Zudem sind Mittel (13) zur Erfassung der Position der Heizelektrode (1) und/oder zur Steuerung des elektrischen Stromflusses vorgesehen, wobei über die geeigneten Mittel 13 der elektrische Stromfluss S in Abhängigkeit von der Position der Heizelektrode 1 gesteuert werden kann. Heißt mit anderen Worten, dass nach erfolgter Beaufschlagung mit Strom nach einer gewissen Zeit die Relativbewegung der Zangenarme 9.1, 9.2 zur Verdrängung der Polymerlage 11.3 im zu erzeugenden Fügebereich F initiiert wird und nach Erreichen eines voreingestellten Wertes, welcher im Wesentlichen der Dicke der Polymerlage 11.3 entspricht, der Strom (strichliniert dargestellt) abgeschaltet wird (5b)). Alternativ kann der Strom (strichliniert dargestellt) auch vor Erreichen des voreingestellten Wertes abgeschaltet werden (5a)).
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Das zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 9' umfasst im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel eine zweite Wärmequelle 10.1, welche den Strom zur Erwärmung der Polymerlage 11.3 im zu erzeugenden Fügebereich F des Sandwichblechs 11 bereitstellt (4). Über eine erste stromführende Leitung 8.1 wird das Heizelement 1 über seinen Anschlussbereich 7 mit Strom beaufschlagt und über eine zweite stromführende Leitung 8.2 über eine Kontaktierung mit dem inneren Elektrodenkörper 2 wieder abgegriffen, um den Stromkreis zu schließen.
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Die metallischen Decklagen 11.1, 11.2 des Sandwichblechs 11 bestehen vorzugsweise aus Stahl. Aluminium und/oder Magnesium kommen ebenfalls als metallische Decklage in Frage. Die Polymerlage 11.3 des Sandwichblechs 11 kann eine einlagige oder mehrlagige Kunststoff-Kernschicht, vorzugsweise eine thermoplastische Kunststoff-Kernschichtsein. Die Dicke der Kernschicht 11.3 ist vorzugsweise größer gewählt als die Dicke mindestens einer, insbesondere größer der Summe beider metallischen Decklagen 11.1,11.2.
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Das Material des inneren Elektrodenkörpers 2 und des äußeren Elektrodenkörpers 3 bestehen aus einem elektrisch gut leitenden, metallischen Material, vorzugsweise aus Kupfer.
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Das Stempelelement 5, 5', 5'', 5''', 5'''' besteht aus einem Material mit einem hohen elektrischen Widerstand, beispielsweise aus Wolfram, Wolfram-Titan oder Wolfram-Stahl.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 9, 9' ist vorzugsweise Bestandteil einer Handhabungseinrichtung, z. B. eines Industrieroboters. Die erfindungsgemäße Heizelektrode 1, 1', 1'' ist derart ausgeführt, dass sie in einer Standard-Schweißzange adaptiert werden und das vollständige Equipment der Schweißzange nutzen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015100496 A [0003]
- DE 102011109708 A [0004]
