DE102019100746A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen sowie Baugruppe - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen, insbesondere von mindestens zwei Abgasanlagenbauteilen, beschrieben. In diesem Verfahren werden die zu verlötenden Bauteile in ein Inneres (14) eines Metallbehälters (12) eingelegt. Anschließend wird der Metallbehälter (12) induktiv erhitzt, wodurch die darin eingelegten Bauteile indirekt über den Metallbehälter (12) auf eine Verlötungstemperatur erwärmt und miteinander verlötet werden. Zudem wird eine auf diese Weise hergestellte Baugruppe erläutert. Ferner wird eine Vorrichtung (10) zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen vorgestellt, die einen Metallbehälter (12) umfasst, dessen Inneres (14) zur Aufnahme der zu verlötenden Bauteile vorgesehen ist. Außerdem weist die Vorrichtung (10) einen Induktor (16) auf, der dazu ausgebildet ist, den Metallbehälter (12) induktiv zu erwärmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen, insbesondere von mindestens zwei Abgasanlagenbauteilen. Zudem betrifft die Erfindung eine Baugruppe, insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei Bauteilen, die insbesondere Abgasanlagenbauteile sind.
  • Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Gleiches gilt für die vorgenannten Baugruppen.
  • Beispielsweise werden zum Verlöten von Abgasanlagenbauteilen sogenannte Vakuumöfen verwendet. Diese umfassen im Wesentlichen eine Vakuumkammer, in der sowohl zu verlötende Abgasanlagenbauteile als auch Heizelemente angeordnet sind. Die Vakuumkammer wird in der Regel unter Normaldruck mit den zu verlötenden Bauteilen beladen. Anschließend wird der Druck in der Vakuumkammer verringert, sodass ein Vakuum entsteht, und es werden die zu verlötenden Bauteile auf eine Löttemperatur aufgeheizt. Nach dem Verlöten wird der Druck in der Vakuumkammer wieder auf das Niveau des Umgebungsdrucks abgesenkt und die Bauteile abgekühlt. Es ergibt sich somit bei solchen Öfen eine verglichen mit dem reinen Lötvorgang lange Prozesszeit. Vorteilhaft ist bei Vakuumöfen jedoch, dass die Prozessparameter für jede Ofencharge individuell festgelegt werden können, sodass ein Vakuumofen flexibel auf unterschiedliche zu verlötende Bauteile eingestellt werden kann.
  • Zudem sind sogenannte Durchlauföfen bekannt, bei denen die zu verlötenden Bauteile kontinuierlich, beispielsweise mittels eines Förderbands in den Ofen eingebracht werden, entlang einer gewissen Strecke den Ofen durchlaufen und anschließend wieder auf kontinuierliche Weise den Ofen verlassen. Gegenüber den zuvor genannten Vakuumöfen ist mit den Durchlauföfen eine kurze Prozesszeit realisierbar. Jedoch sind die Vakuumöfen gegenüber den Durchlauföfen flexibler, was das Anpassen der Prozessparameter an unterschiedliche zu verlötende Bauteile angeht.
  • Die Vor- und Nachteile dieser bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Verlöten von Bauteilen liegen somit in unterschiedlichen Bereichen. Wünschenswert wäre daher eine Vorrichtung zum Verlöten von Bauteilen, die die genannten Vorteile kombiniert, ohne jedoch die zugehörigen Nachteile aufzuweisen.
  • Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verlöten von Bauteilen, insbesondere von Abgasanlagenbauteilen, bereitzustellen, mittels denen kurze Prozesszeiten erreicht werden können, ohne dabei auf Flexibilität hinsichtlich Varianten der zu verlötenden Bauteile und/oder der Menge an zu verlötenden Bauteile zu verzichten.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Einlegen der zu verlötenden Bauteile in ein Inneres eines Metallbehälters und
    2. b) anschließendes induktives Erhitzen des Metallbehälters, wodurch die darin eingelegten Bauteile indirekt über den Metallbehälter auf eine Verlötungstemperatur erwärmt und miteinander verlötet werden.
  • Dabei trägt in der Regel bereits beim Einlegen mindestens eines der zu verlötenden Bauteile einen Lötzusatz. Dieser kann als Folie oder Bepastung an dem zu verlötenden Bauteil angebracht sein. Die Bauteile werden bevorzugt vollständig ins Innere des Metallbehälters eingelegt. Das Erwärmen auf eine Verlötungstemperatur ist in diesem Zusammenhang derart zu verstehen, dass die Verlötungstemperatur als Mindesttemperatur erreicht wird. Dabei kann die Verlötungstemperatur einer Schmelztemperatur des verwendeten Lots entsprechen. Durch das induktive Erhitzen des Metallbehälters kann die Verlötungstemperatur zudem vergleichsweise schnell erreicht werden. Dadurch können die zu verlötenden Bauteile innerhalb relativ kurzer Zeit miteinander gefügt werden. Mit anderen Worten wird eine kurze Prozesszeit gewährleistet. Auch wird durch das indirekte Erhitzen der zu verlötenden Bauteile über den Metallbehälter eine vergleichsweise homogene Temperaturverteilung in den zu verlötenden Bauteilen erreicht. Dadurch können Lötstellen von hoher Qualität erzeugt werden.
  • Ein Metallbehälter kann dabei dazu ausgebildet sein, verschiedenartige zu verlötende Bauteile in seinem Inneren aufzunehmen. Alternativ können unterschiedliche Metallbehälter für unterschiedliche zu verlötende Bauteile vorgesehen sein. Die Metallbehälter können also individuell auf die zu verlötenden Bauteile abgestimmt sein. Somit ist das Verfahren besonders flexibel, was das Verlöten unterschiedlicher Bauteile angeht.
  • Auch ein Induktor, mittels dem der Metallbehälter erhitzt wird, kann an den Metallbehälter und damit die zu verlötenden Bauteile gepasst sein. Insbesondere ist bzw. sind hierfür die Geometrie und/oder die Werkstoffe der Bauteile sowie das verwendete Lot maßgeblich.
  • Der Metallbehälter kann alternativ auch aus anderen Werkstoffen als Metall hergestellt sein, solange sichergestellt ist, dass diese induktiv erwärmt werden können. Der Werkstoff Metall steht also stellvertretend für alle induktiv erwärmbaren, also elektrisch leitfähigen, Materialien. Bevorzugt ist der Metallbehälter jedoch aus Stahl, insbesondere aus ferritischem oder austenitischem Stahl hergestellt.
  • Der Metallbehälter ist vorzugsweise wiederverwendbare. Das bedeutet, dass der Metallbehälter das vorgenannte Verfahren zum Verlöten von Bauteilen mehrfach durchlaufen kann, wobei er jeweils andere zu verlötende Bauteile in seinem Inneren trägt. Je nach Geometrie des Metallbehälters können dabei Bauteile einer gewissen geometrischen Bandbreite oder Varianz in dessen Innerem verlötet werden. Die Wiederverwendung des Metallbehälters trägt dazu bei, das Verfahren kosteneffizient durchzuführen.
  • Bevorzugt wird das Verfahren zum Verlöten von Abgasanlagenbauteilen verwendet. In diesem Zusammenhang können Abgasrohre, Bauteile von Abgasschalldämpfern und/oder Bauteile von Abgasreinigungsvorrichtungen verlötet werden.
  • In einer Variante wird das Innere des Metallbehälters vor dem Ausführen des Schritts b) von einer Umgebung abgetrennt und anschließend evakuiert und/oder mit einem Schutzgas gefüllt. Der Metallbehälter kann also verschlossen werden, insbesondere gasdicht verschlossen werden. Dabei ist das Evakuieren im technischen Sinne zu verstehen. Es wird also innerhalb des Metallbehälters ein gewisser Unterdruck erzeugt, ohne zwangsläufig ein perfektes Vakuum zu generieren. Das Schutzgas kann in einer ersten Variante nach dem Evakuieren in den Metallbehälter eingeleitet werden. In einer zweiten Variante wird der Metallbehälter mit Schutzgas geflutet, ohne dass er zuvor evakuiert wurde. Auf diese Weise lassen sich qualitativ hochwertige Lötstellen erzeugen. Für den Fall, dass die Geometrie des Metallbehälters an die Geometrie der zu verlötenden Bauteile angepasst ist, geht das Evakuieren und/oder das Befüllen mit Schutzgas vergleichsweise schnell vonstatten, da lediglich ein vergleichsweise geringes Volumen evakuiert und/oder mit Schutzgas befüllt werden muss. Daraus ergibt sich eine kurze Prozesszeit.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Metallbehälter während des Schritts b) auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Verlötungstemperatur der im Metallbehälter eingelegten Bauteile liegt. Wie bereits erläutert, werden die zu verlötenden Bauteile indirekt über den Metallbehälter erhitzt. Um sicherzustellen, dass die zu verlötenden Bauteile für eine ausreichende Zeit auf der zugeordneten Verlötungstemperatur gehalten werden, kann die Erhitzung des Metallbehälters mit einem gewissen Temperaturzuschlag erfolgen. Dieser kann 50 K betragen. Bei einer gewünschten Verlötungstemperatur von 1120°C wird der Metallbehälter also auf 1170°C erwärmt. Es werden somit zuverlässig qualitativ hochwertige Lötstellen erzeugt.
  • Vorzugweise wird bzw. werden der Metallbehälter und/oder die zu verlötenden Bauteile während des Schritts b) entlang eines vordefinierten Zeit-TemperaturVerlaufs erhitzt. Dieser Zeit-Temperatur-Verlauf wird in Abhängigkeit der zu verlötenden Bauteile und/oder des Metallbehälters und/oder der Eigenschaften der zu erzeugenden Lötstelle gewählt. Es wird so sichergestellt, dass die zu erzeugenden Lötstellen in der gewünschten Qualität, insbesondere mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften generiert werden.
  • Die zu verlötenden Bauteile können im Schritt a) derart in den Metallbehälter eingelegt werden, dass sie vom Metallbehälter elektrisch isoliert sind. Dabei kann die elektrische Isolierung über einen Abstand zum Metallbehälter erfolgen. Alternativ können die zu verlötenden Bauteile über elektrisch nicht leitfähige Elemente im Metallbehälter gelagert sein. Hierfür kommen insbesondere keramische Elemente oder Bauteile aus Kunststoff in Betracht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die zu verlötenden Bauteile ausschließlich indirekt über den Metallbehälter erhitzt und nicht direkt induktiv erwärmt werden.
  • Zudem kann der Schritt b) in einer Lötstation ausgeführt werden, insbesondere wobei der Schritt a) in einer von der Lötstation separaten Einlegestation ausgeführt wird. Dabei ist vorzugsweise ein Induktor fest in der Lötstation positioniert. Es werden also die zu verlötenden Bauteile in der Einlegestation in den Metallbehälter eingelegt. Erst dann wird der Metallbehälter zusammen mit den zu verlötenden Bauteilen in die Lötstation eingebracht. Mit anderen Worten wird die Lötstation nicht durch das Einlegen von Bauteilen belegt. Auf diese Weise kann eine Auslastung der Lötstation und somit auch ein Bauteildurchsatz erhöht werden.
  • Dabei kann der Metallbehälter derart gestaltet sein, dass er erst durch das Einlegen in die Lötstation verschlossen wird. Beispielsweise kann der Metallbehälter zylindermantelförmig sein. Die Enden des zylindrischen Metallbehälters bleiben also auch nach dem Einlegen der Bauteile zunächst offen und werden erst in der Lötstation verschlossen. In diesem Zusammenhang kann die Station beispielsweise feststehende Abschlussplatten für den Metallbehälter aufweisen, zwischen denen der Zylindermantel desselben eingesetzt wird. Auch diese Maßnahme trägt zu einem hohen Bauteildurchsatz und einer hohen Auslastung der Lötstation bei.
  • In diesem Zusammenhang kann der Metallbehälter nach dem Ausführen des Schritts b) in eine Abkühlstation überführt werden, die von der Lötstation separat ist. Dabei ist die Abkühlstation vorzugsweise auch von der Einlegestation separat. Ferner kann eine davon separate Herausnahmestation vorgesehen sein.
  • Dadurch, dass das Verfahren in unterschiedlichen Stationen abläuft, insbesondere in einer Einlegestation, einer Lötstation, einer Abkühlstation und einer Herausnahmestation, wird die Prozesszeit für die Herstellung einer Lötverbindung gering gehalten, wobei gleichzeitig ein Bauteildurchsatz und eine Auslastung der einzelnen Stationen, insbesondere der Lötstation, erhöht wird. Dadurch kann das Verfahren besonders kostengünstig und effizient ablaufen.
  • Insbesondere kann das Verfahren somit im Rahmen einer Fließfertigung angewendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform läuft das Erhitzen im Schritt b) temperaturgeregelt ab, wobei zumindest eine am Metallbehälter erfasste Temperatur und/oder zumindest eine an einem der zu verlötenden Bauteile erfasste Temperatur als Regelgröße dient bzw. dienen. Auf diese Weise lassen sich besonders hochwertige Lötverbindungen herstellen. Zudem lässt sich so die Prozesszeit gering halten.
  • Die Aufgabe wird darüber hinaus von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die einen Metallbehälter, dessen Inneres zur Aufnahme der zu verlötenden Bauteile vorgesehen ist, und einen Induktor umfasst, der dazu ausgebildet ist, den Metallbehälter induktiv zu erwärmen, und den Metallbehälter zumindest abschnittsweise umgibt. Der Induktor ist also außerhalb des Metallbehälters angeordnet. Dabei ist der Induktor selbstverständlich mit einer Generatoreinheit gekoppelt, über die er mit dem notwendigen elektrischen Strom versorgt wird. Unter einem Induktor wird dabei im Wesentlichen eine Spule verstanden, die ein magnetisches Wechselfeld im Bereich des Metallbehälters erzeugt. Mit einer derartigen Vorrichtung lassen sich kurze Prozesszeiten bei der Herstellung von Lötverbindungen realisieren. Zudem kann eine solche Vorrichtung flexibel an unterschiedliche zu verlötende Bauteile angepasst werden. Es wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
  • Der Metallbehälter kann gegenüber einer Umgebung gasdicht abschließbar sein. Dann können die zu verlötenden Bauteile unter Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre verlötet werden.
  • In einer Variante ist der Metallbehälter mittels einer Anschlusseinheit relativ zum Induktor positionierbar, wobei in einer Haltestellung der Anschlusseinheit der Metallbehälter im Wesentlichen gegenüber dem Induktor unbeweglich befestigt ist und in einer Freigabestellung der Anschlusseinheit der Metallbehälter vom Induktor separierbar ist. Somit ist es möglich, dass die zu verlötenden Bauteile zunächst lokal unabhängig vom Induktor im Metallbehälter angeordnet werden. Sodann wird der Metallbehälter relativ zum Induktor positioniert. Die Anschlusseinheit stellt dabei sicher, dass der Metallbehälter präzise und wiederholgenau relativ zum Induktor angeordnet ist. Dadurch lassen sich qualitativ hochwertige und wiederholbare Ergebnisse beim Verlöten der Bauteile erzielen. Aus Sicht des Fertigungsablaufs kann auf diese Weise eine Auslastung und ein Bauteildurchsatz bezogen auf den Induktor erhöht werden, wodurch das Fertigungsverfahrens effizient abläuft. In diesem Zusammenhang kann der Metallbehälter zusammen mit den in diesem aufgenommenen zu verlötenden Bauteilen auch wieder vom Induktor separiert werden, sobald der Lötvorgang abgeschlossen ist. Dann kann der Induktor zum Verlöten von Bauteilen in einem nachfolgenden Metallbehälter verwendet werden.
  • Auch kann eine Lötstation den Induktor umfassen und eine von der Lötstation separate Einlegestation und/oder eine von der Lötstation separate Abkühlstation vorgesehen sein, wobei in der Einlegestation zu verlötende Bauteile in den Metallbehälter eingelegt werden und in der Abkühlstation der Metallbehälter zusammen mit den darin eingelegten Bauteilen abkühlen kann. Dabei sind bevorzugt auch die Einlegestation und die Abkühlstation voneinander separat. Optional kann noch eine Herausnahmestation vorgesehen sein. Es ergeben sich die hinsichtlich des Verfahrens genannten Vorteile.
  • In einer derartigen Konfiguration ist die Vorrichtung zudem besonders gut dafür geeignet, in einer Fließfertigung verwendet zu werden.
  • In einer Alternative umfasst der Metallbehälter einen Schutzgasanschluss, der dazu ausgebildet ist, das Innere des Metallbehälters mit einem Schutzgas zu befüllen, und/oder einen Vakuumanschluss, der dazu ausgebildet ist, das Innere des Metallbehälters zu evakuieren. Alternativ können diese Anschlüsse auch an der Lötstation vorgesehen sein. Somit wird es ermöglicht, unter Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre zu löten. Es ergeben sich qualitativ hochwertige Lötverbindungen.
  • Im Inneren des Metallbehälters ist bevorzugt mindestens ein Temperatursensor angeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Metallbehälters und/oder eines darin eingelegten zu verlötenden Bauteils zu erfassen. Auf diese Weise kann die Temperatur der zu verlötenden Bauteile direkt oder über die Temperatur des Metallbehälters erfasst werden. Diese Sensordaten können entweder zu Dokumentationszwecken verwendet werden oder in einem Temperaturregelkreis Verwendung finden. Damit wird sichergestellt, dass qualitativ hochwertige Lötverbindungen erstellt werden.
  • Auch kann im Inneren des Metallbehälters zumindest eine Lagerungseinheit angeordnet sein, über die die zu verlötenden Bauteile im Inneren des Metallbehälters gelagert werden können, wobei die Lagerungseinheit derart elektrisch isolierend ist, dass ein im Inneren des Metallbehälters vorliegendes Bauteil vom Metallbehälter elektrisch isoliert ist. Es ergeben sich bereits zum Verfahren erläuterten Vorteile.
  • Weiter wird die Aufgabe durch eine Baugruppe der eingangs genannten Art gelöst, die mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Eine solche Baugruppe kann innerhalb kurzer Prozesszeiten hergestellt werden. Dabei ist die Baugruppe von hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit. Die hinsichtlich des Verfahrens bereits beschriebenen Effekte und Vorteile gelten für die resultierende Baugruppe in analoger Form.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigen:
    • - 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen, mittels der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann, wobei keine zu verlötenden Bauteile in die Vorrichtung eingelegt sind,
    • - 2 in einer schematischen Detailansicht ein Inneres eines Metallbehälters einer Vorrichtung gemäß 1, wobei zwei zu verlötende Bauteile in den Metallbehälter eingelegt sind, die zu einer erfindungsgemäßen Baugruppe gefügt werden,
    • - 3 schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei einzelne Schritte in voneinander separaten Stationen ausgeführt werden, und
    • - 4 einen exemplarischen Zeit-Temperatur-Verlauf zum Verlöten der beiden zu verlötenden Bauteile aus 2.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen, die vorliegend Abgasanlagenbauteile sind.
  • Diese umfasst einen Metallbehälter 12, in dessen Innerem 14 die zu verlötenden Bauteile aufgenommen werden können.
  • Der Metallbehälter 12 ist dabei derart relativ zu einem Induktor 16 positioniert, dass mittels des Induktors 16 der Metallbehälter 12 induktiv erwärmt werden kann. Der Induktor 16 umgibt dafür den Metallbehälter 12 zumindest abschnittsweise.
  • Damit der Induktor 16 das für die induktive Erwärmung notwendige magnetische Wechselfeld erzeugen kann, ist er mit einem Generator 18 gekoppelt, der den Induktor 16 mit elektrischem Strom versorgt.
  • Im Inneren 14 des Metallbehälters 12 können auch Lötvorgänge unter Vakuum oder unter Schutzgas ausgeführt werden. Hierfür ist ein Schutzgasanschluss 20 vorgesehen, der vorliegend einen Schutzgaseingang darstellt. Ein weiterer Schutzgasanschluss 24 stellt einen Schutzgasausgang dar. Ferner weist der Metallbehälter 12 einen Vakuumanschluss 26 auf.
  • Wenn sowohl die Schutzgasanschlüsse 20, 24 als auch der Vakuumanschluss 26 geschlossen sind, ist der Metallbehälter 12 gegenüber einer Umgebung gasdicht verschlossen.
  • In der Darstellung gemäß 2 sind zu verlötende Bauteile 28a, 28b im Inneren 14 des Metallbehälters 12 angeordnet. An derjenigen Stelle, an der die Verlötung sattfinden soll, ist zudem ein Lötzusatz 28c vorgesehen, beispielsweise in Form einer Folie. Nach dem Fügen bilden die Bauteile 28a, 28b eine Baugruppe für eine Abgasanlage.
  • Die zu verlötenden Bauteile 28a, 28b sind über eine Lagerungseinheit 30 im Inneren 14 des Metallbehälters 12 positioniert.
  • Die Lagerungseinheit 30 ist dabei derart elektrisch isolierend, dass die Bauteile 28a, 28b vom Metallbehälter 12 elektrisch isoliert sind. Somit wird sichergestellt, dass lediglich der Metallbehälter 12 direkt induktiv erwärmt wird und die Bauteile lediglich indirekt über den Metallbehälter 12.
  • Die Lagerungseinheit 30 ist aus einem keramischen Werkstoff hergestellt.
  • Darüber hinaus ist im Inneren 14 des Metallbehälters 12 ein Temperatursensor 32 vorgesehen, mittels dem eine Temperatur des Bauteils 28a erfasst werden kann.
  • Ein weiterer Temperatursensor 34 erfasst eine Temperatur des Metallbehälters 12.
  • Um nun die Bauteile 28a, 28b miteinander zu verlöten, werden diese in einem ersten Schritt in das Innere 14 des Metallbehälters 12 eingelegt. Dabei ist durch die Lagerungseinheit 30 sichergestellt, dass sich zwischen den zu verlötenden Bauteilen 28a, 28b und dem Metallbehälter 12 kein elektrischer Kontakt ausbildet.
  • Anschließend wird der Metallbehälter 12 evakuiert und mit einem Schutzgas gefüllt. Beides ist optional und kann je nach Anwendungsfall gewählt werden.
  • Danach wird der Metallbehälter 12 mittels des Induktors 16 induktiv erhitzt, wodurch die Bauteile 28a, 28b indirekt über den Metallbehälter 12 auf eine Verlötungstemperatur erwärmt werden und somit über den Lötzusatz 28c miteinander gefügt, d.h. verlötet, werden.
  • Dabei werden die Bauteile 28a, 28b entlang eines vordefinierten Zeit-Temperatur-Verlaufs erhitzt, der beispielhaft in 4 dargestellt ist.
  • Ausgehend von einer Temperatur T1, die beispielsweise einer Umgebungstemperatur entspricht, werden die Bauteile 28a, 28b auf die Verlötungstemperatur T2 gebracht. Auf dieser Temperatur werden die Bauteile 28a, 28b für eine vordefinierte Zeitspanne tL gehalten, sodass die gewünschte Lötverbindung entsteht. Nach Ablauf der vorgegebenen Haltezeit werden die Bauteile abgekühlt. Im dargestellten Beispiel findet eine Abkühlung auf die Temperatur T1 statt.
  • Der vorgegebene Zeit-Temperatur-Verlauf wird bevorzugt temperaturgeregelt abgefahren, wobei eine mittels des Temperatursensors 32 erfasste Temperatur des Bauteils 28a und/oder eine mittels des Temperatursensors 34 erfasste Temperatur des Metallbehälters 12 verwendet wird bzw. werden. Zumindest eine der beiden Temperaturen dient also als Regelgröße.
  • Um diesen Temperaturverlauf zu gewährleisten, wird der Metallbehälter 12 auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Verlötungstemperatur T2 der im Metallbehälter 12 eingelegten Bauteile 28a, 28b liegt.
  • Der Ablauf des Verfahrens kann auch auf verschiedene Stationen aufgeteilt werden (vergleiche 3). Dabei ist die Vorrichtung 10 Bestandteil einer Lötstation 36.
  • Das Einlegen der Bauteile 28a, 28b in den Metallbehälter 12 erfolgt in einer von der Lötstation 36 separaten Einlegestation 38.
  • Um dies zu ermöglichen, ist der Metallbehälter 12 mit einer in den Figuren nicht dargestellten Anschlusseinheit ausgestattet. Während sich der Metallbehälter 12 in der Einlegestation 38 befindet, ist die Anschlusseinheit in einer Freigabestellung. In der Lötstation 36 wird dann der Metallbehälter 12 mittels der Anschlusseinheit in eine vordefinierte Relativposition zum Induktor 16 gebracht. Die Anschlusseinheit wird in diesem Zusammenhang in einer Haltestellung überführt. Der vorbeschriebene Lötvorgang findet dann in der Lötstation 36 statt.
  • Danach kann der Metallbehälter 12 mit den eingelegten Bauteilen 28a, 28b, die nunmehr miteinander gefügt sind, in eine Abkühlstation 40 überführt werden. Dort werden die Bauteile 28a, 28b auf eine Temperatur abgekühlt, die ausreichend gering ist, um die Bauteile 28a, 28b aus dem Metallbehälter 12 entnehmen zu können.
  • Dies findet in einer Entnahmestation 42 statt.
  • Ausgehend von der Entnahmestation 42 können die Metallbehälter 12, die wiederverwendbar gestaltet sind, wieder in die Einlegestation 38 zurückgeführt werden. Dies ist mittels des Pfeils 44 symbolisiert. In die Metallbehälter 12 können sodann weitere zu verlötende Bauteile eingebracht werden.
  • Es versteht sich, dass einzelne oder mehrere der genannten Stationen auch kombiniert werden können. So kann beispielsweise eine kombinierte Abkühl- und Entnahmestation vorliegen. Auch können die Lötstation 36 und die Abkühlstation 40 kombiniert sein. Dann wird der Metallbehälter 12 erst aus dieser kombinierten Station entnommen, wenn die Bauteile 28a, 28b auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt sind.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen (28a, 28b), insbesondere von mindestens zwei Abgasanlagenbauteilen, mit den folgenden Sch ritten: a) Einlegen der zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) in ein Inneres (14) eines Metallbehälters (12) und b) anschließendes induktives Erhitzen des Metallbehälters (12), wodurch die darin eingelegten Bauteile (28a, 28b) indirekt über den Metallbehälter (12) auf eine Verlötungstemperatur (T2) erwärmt und miteinander verlötet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere (14) des Metallbehälters (12) vor dem Ausführen des Schritts b) von einer Umgebung abgetrennt und anschließend evakuiert und/oder mit einem Schutzgas gefüllt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbehälter (12) während des Schritts b) auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der Verlötungstemperatur (T2) der im Metallbehälter (12) eingelegten Bauteile (28a, 28b) liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schritts b) der Metallbehälter (12) und/oder die zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) entlang eines vordefinierten Zeit-TemperaturVerlaufs erhitzt wird bzw. werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) derart in den Metallbehälter (12) eingelegt werden, dass sie vom Metallbehälter (12) elektrisch isoliert sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) in einer Lötstation (36) ausgeführt wird, insbesondere wobei der Schritt a) in einer von der Lötstation (36) separaten Einlegestation (38) ausgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbehälter (12) nach dem Ausführen des Schritts b) in eine Abkühlstation (40) überführt wird, die von der Lötstation (36) separat ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen im Schritt b) temperaturgeregelt abläuft, wobei zumindest eine am Metallbehälter (12) erfasste Temperatur und/oder zumindest eine an einem der zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) erfasste Temperatur als Regelgröße dient bzw. dienen.
  9. Vorrichtung (10) zum Verlöten von mindestens zwei Bauteilen (28a, 28b), insbesondere von mindestens zwei Abgasanlagenbauteilen, mit einem Metallbehälter (12), dessen Inneres (14) zur Aufnahme der zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) vorgesehen ist, und einem Induktor (16), der dazu ausgebildet ist, den Metallbehälter (12) induktiv zu erwärmen, und den Metallbehälter (12) zumindest abschnittsweise umgibt.
  10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbehälter (12) gegenüber einer Umgebung gasdicht abschließbar ist.
  11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbehälter (12) mittels einer Anschlusseinheit relativ zum Induktor (16) positionierbar ist, wobei in einer Haltestellung der Anschlusseinheit der Metallbehälter (12) im Wesentlichen gegenüber dem Induktor unbeweglich befestigt ist und in einer Freigabestellung der Anschlusseinheit der Metallbehälter (12) vom Induktor (16) separierbar ist.
  12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lötstation (36) den Induktor (16) umfasst und eine von der Lötstation (36) separate Einlegestation (38) und/oder eine von der Lötstation (36) separate Abkühlstation (40) vorgesehen ist bzw. sind, wobei in der Einlegestation (38) zu verlötende Bauteile (28a, 28b) in den Metallbehälter (12) eingelegt werden und in der Abkühlstation (40) der Metallbehälter (12) zusammen mit den darin eingelegten Bauteilen (28a, 28b) abkühlen kann.
  13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbehälter (12) einen Schutzgasanschluss (20, 24) umfasst, der dazu ausgebildet ist, das Innere (14) des Metallbehälters (12) mit einem Schutzgas zu befüllen und/oder dass der Metallbehälter (12) einen Vakuumanschluss (26) umfasst, der dazu ausgebildet ist, das Innere (14) des Metallbehälters (12) zu evakuieren.
  14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren (14) des Metallbehälters (12) mindestens ein Temperatursensor (32, 34) angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Metallbehälters (12) und/oder eines darin eingelegten zu verlötenden Bauteils (28a, 28b) zu erfassen.
  15. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren (14) des Metallbehälters (12) zumindest eine Lagerungseinheit (30) angeordnet ist, über die die zu verlötenden Bauteile (28a, 28b) im Inneren (14) des Metallbehälters (12) gelagert werden können, wobei die Lagerungseinheit (30) derart elektrisch isolierend ist, dass ein im Inneren (14) des Metallbehälters (12) vorliegendes Bauteil (28a, 28b) vom Metallbehälter (12) elektrisch isoliert ist.
  16. Baugruppe, insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei Bauteilen (28a, 28b), insbesondere Abgasanlagenbauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
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