DE102020000917A1

DE102020000917A1 - Device for through-welding at least two components, method for through-welding at least two components and welded component

Info

Publication number: DE102020000917A1
Application number: DE102020000917.4A
Authority: DE
Inventors: Dirk Steffens
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen (3), aufweisend mindestens ein Schweißwerkzeug (5), welches ein erstes Werkzeugteil (7) und ein zweites Werkzeugteil (9) aufweist, welche miteinander zusammenwirken, wobei das erste Werkzeugteil (7) dazu eingerichtet ist, einen Schmelzbolzen (11) mit Kraft in Richtung des zweiten Werkzeugteils (9) in der Art zu beaufschlagen, dass der Schmelzbolzen (11) die mindestens zwei Bauteile (3) vollständig durchdringt, wobei das zweite Werkzeugteil (9) als Gegenhalter fungiert, sowie eine Spannungsquelle, welche dazu eingerichtet ist eine Spannung zur Verfügung zu stellen, sodass der Schmelzbolzen (11) aufschmelzbar ist.The invention relates to a device (1) for through-welding at least two components (3), having at least one welding tool (5) which has a first tool part (7) and a second tool part (9) which interact with one another, the first tool part (7) is set up to apply force to a melting pin (11) in the direction of the second tool part (9) in such a way that the melting pin (11) completely penetrates the at least two components (3), the second tool part (9 ) acts as a counter-holder, as well as a voltage source which is set up to provide a voltage so that the melting pin (11) can be melted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen, ein Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen sowie ein verschweißtes Bauteil.The invention relates to a device for through-welding at least two components, a method for through-welding at least two components and a welded component.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Verbindung von mindestens zwei Bauteilen bekannt, wie beispielsweise Bolzensetzen, Widerstandselementschweißen sowie Bolzenschweißen.Various methods for connecting at least two components are known from the prior art, such as, for example, bolt setting, resistance element welding, and stud welding.

Beim Bolzensetzen überlappen zwei zu verbindende Bauteile und im Bereich der Überlappung wird ein Bolzen durch beide Teile hindurchgetrieben, sodass eine Verbindung entsteht.When setting the bolts, two components to be connected overlap and in the area of the overlap a bolt is driven through both parts so that a connection is created.

Beim Widerstandselementschweißen wird zunächst aus einem der beiden zu verbindenden Bauteile ein Loch ausgestanzt, durch welches anschließend ein Widerstandselement - meistens aus Stahl - mit einem breiteren Kopf als der Lochdurchmesser durch das Loch hindurchgesteckt, wobei mit dem breiteren Kopf das Widerstandselement an dem mit dem Loch versehenen Bauteil zur Anlage kommt. Das meist zweckmäßigerweise unterhalb des ersten Bauteils mit dem Loch angeordnete zweite Bauteil - meistens aus Stahl - wird mit einem Klebstoff versehen, wobei nach Zusammenführen der beiden Bauteile das Widerstandselement mit einer Spannung beaufschlagt wird, sodass die Werkstoffe des Widerstandselements sowie des unteren Bauteils verschmelzen und zusammen mit dem später aushärtenden Klebstoff eine Verbindung zwischen den beiden Bauteilen entsteht.With resistance element welding, a hole is first punched out of one of the two components to be connected, through which a resistance element - usually made of steel - with a wider head than the hole diameter is inserted through the hole, with the wider head being the resistance element on the one with the hole Component comes to rest. The second component - usually made of steel - which is usually expediently arranged below the first component with the hole, is provided with an adhesive, with a voltage being applied to the resistance element after the two components have been brought together, so that the materials of the resistance element and the lower component melt and together the adhesive that later hardens creates a connection between the two components.

Beim Bolzenschweißen wird ein meist mit einem Gewinde an einem Schaft des Bolzens ausgebildeter Bolzen, welcher mit der Seite, mit welcher er mit dem zu verbindenden Bauteil in Berührung kommt, eine Spitze mit einer darauf aufgesetzten kleinen Kugel aufweist, an das mit dem Bolzen zu verbindende Bauteil herangeführt wird, wobei zwischen dem Bolzen und dem Bauteil eine Spannung in der Art angelegt wird, dass der Bolzen sowie das Bauteil in der Umgebung um den Bolzen herum schmilzt.In stud welding, a stud, which is usually designed with a thread on a shaft of the stud and which, on the side with which it comes into contact with the component to be connected, has a tip with a small ball placed on it, is attached to that to be connected to the stud Component is brought up, wherein a voltage is applied between the bolt and the component in such a way that the bolt and the component melts in the vicinity of the bolt.

Nachteilig an den bisher genannten Verfahren ist jedoch, dass aufgrund der Komplexität und der verschiedenen Arbeitsschritte, welche zur Ausführung des jeweiligen Verfahrens notwendig sind, bei der Verbindung von mindestens zwei Bauteilen nur eine geringe Taktzeit erzielt werden kann. Hierdurch entstehen entsprechend höhere Kosten. Insofern wäre es vorteilhaft, wenn derartig vorgelagert, notwendige Prozessschritte, wie beispielsweise ein Ausstanzen eines Loches, vermieden werden könnte, wodurch auch teure zusätzliche Anlagentechnik unnötig würde. Zudem wäre es von Vorteil, wenn ein zusätzlicher Klebstoff nicht notwendig wäre. Ferner kann es bei der Anwendung der genannten Verfahren zu Problemen kommen, wenn Bauteile aus verschiedenen Materialien - sogenannte Mischverbindungen - miteinander verbunden werden sollen.The disadvantage of the previously mentioned methods, however, is that due to the complexity and the various work steps that are necessary to carry out the respective method, only a short cycle time can be achieved when connecting at least two components. This results in correspondingly higher costs. In this respect, it would be advantageous if necessary process steps, such as punching out a hole, could be avoided upstream in this way, which would also make expensive additional system technology unnecessary. It would also be advantageous if an additional adhesive were not necessary. In addition, problems can arise when using the methods mentioned if components made of different materials - so-called mixed connections - are to be connected to one another.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen, ein Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen sowie ein verschweißtes Bauteil zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of creating a device for through-welding at least two components, a method for through-welding at least two components and a welded component, the disadvantages mentioned not occurring.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele.The object is achieved in that the present technical teaching is provided, in particular the teaching of the independent claims and of the preferred embodiments and exemplary embodiments disclosed in the dependent claims and the description.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehreren, Bauteilen geschaffen wird, aufweisend mindestens ein Schweißwerkzeug, welches ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil aufweist, welche miteinander, insbesondere gegeneinander, zusammenwirken. Das erste Werkzeugteil ist dazu eingerichtet, einen Schmelzbolzen mit Kraft in Richtung des zweiten Werkzeugteils in der Art zu beaufschlagen, dass der Schmelzbolzen die mindestens zwei Bauteile vollständig durchdringt, wobei das zweite Werkzeugteil als Gegenhalter fungiert, sowie eine Spannungsquelle, welche dazu eingerichtet ist, eine Spannung zur Verfügung zu stellen, sodass der Schmelzbolzen aufschmelzbar ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine starke Reduzierung der Taktzeit bei der Verbindung von mindestens zwei Bauteilen erzielt werden kann. Insbesondere können hierdurch - im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren - vorgelagerte Prozessschritte und somit auch entsprechend dafür notwendige Anlagentechnik vermieden werden, wodurch insgesamt Kosten eingespart werden können. Aufgrund der Möglichkeit, dass das Material für den Schmelzbolzen wählbar ist, sind insbesondere hohe Stromleitfähigkeiten durch einen entsprechend geringen ohm'schen Widerstand erzielbar. Insofern ist das genannte Verfahren auch für dünnwandige Bauteile mit einer Materialstärke von unter 1,5 mm vorteilhaft geeignet. Darüber hinaus ist auch ein Fügen von Mischverbindungen möglich. Zudem ist das Verfahren an allen verschweißbaren Werkstoffen ausführbar. Des Weiteren kann mittels der durch das Verfahren erzielbaren hohen Verbindungsfestigkeit auf eine zusätzliche Anwendung von einem Klebstoff verzichtet werden, wobei es jedoch trotzdem möglich ist, zusätzlich einen Klebstoff zu verwenden. Insofern beschreibt das vorliegende Verfahren vorzugsweise eine Kombination aus Bolzensetzen und Widerstandsschweißen.The object is achieved in particular by creating a device for through-welding at least two, preferably three or more, components, having at least one welding tool, which has a first tool part and a second tool part which interact with one another, in particular against one another. The first tool part is set up to apply force to a melting bolt in the direction of the second tool part in such a way that the melting bolt completely penetrates the at least two components, the second tool part acting as a counter holder, as well as a voltage source which is set up to provide a To provide voltage so that the melting pin can be melted. This has the particular advantage that a strong reduction in the cycle time when connecting at least two components can be achieved in a simple manner. In particular, this - in comparison to methods known from the prior art - avoids upstream process steps and thus also the corresponding system technology necessary for them, whereby costs can be saved overall. Due to the fact that the material for the fusible bolt can be selected, in particular high current conductivities can be achieved through a correspondingly low ohmic resistance. In this respect, the method mentioned is also advantageously suitable for thin-walled components with a material thickness of less than 1.5 mm. In addition, it is also possible to join mixed connections. In addition, the process can be carried out on all weldable materials. Furthermore, by means of the high connection strength that can be achieved by the method, an additional use of an adhesive can be dispensed with, although it is nevertheless possible to use an additional adhesive. In this respect it describes The present method is preferably a combination of stud setting and resistance welding.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Werkzeugteil sowie das zweite Werkzeugteil des Schweißwerkzeugs jeweils zweiteilig, insbesondere zweigliedrig, ausgebildet sind, in der Art, dass das erste Werkzeugteil ein Durchsetzteil sowie eine Elektrode aufweist, und das zweite Werkzeugteil einen Gegenhalter sowie mindestens eine Elektrode aufweist, welche vorzugsweise umlaufend ausgebildet und/oder ausgeprägt ist. Insbesondere durch die Verwendung eines mehrgliedrigen Schweißwerkzeugs, wobei das mehrgliedrige Schweißwerkzeug manchmal auch als ein mehrgliedriges Ober- und Unterwerkzeug bezeichnet werden kann, ist das Durchsetzschweißen in einem einzigen Prozessschritt durchführbar.According to a development of the invention, it is provided that the first tool part and the second tool part of the welding tool are each designed in two parts, in particular two-part, in such a way that the first tool part has a penetration part and an electrode, and the second tool part has a counter holder and at least has an electrode which is preferably designed and / or embossed circumferentially. In particular, through the use of a multi-part welding tool, the multi-part welding tool sometimes also being referred to as a multi-part upper and lower tool, the feed-through welding can be carried out in a single process step.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schmelzbolzen, insbesondere ein Schaft des Schmelzbolzens, mit einer nagelartigen Spitze ausgebildet ist. Hierdurch ist es insbesondere möglich, auf einfache Art und Weise die Kraft - welche für ein Durchsetzen der mindestens zwei Bauteile notwendig ist - zu reduzieren.According to a development of the invention it is provided that the melting bolt, in particular a shaft of the melting bolt, is designed with a nail-like tip. This makes it possible, in particular, to reduce the force - which is necessary for penetration of the at least two components - in a simple manner.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schmelzbolzen mit einem Kopf ausgebildet ist, welcher beim Durchsetzen des dem Schmelzboden am nächsten gelegenen Bauteils der mindestens zwei Bauteile in seiner Endposition anlegbar ist. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise ein Anlegen des Schmelzbolzens an das dem Schmelzbolzen am nächstgelegenen Bauteil der mindestens zwei Bauteile ermöglicht.According to a further development of the invention, it is provided that the melting bolt is designed with a head which can be placed in its end position when the component of the at least two components that is closest to the melting base is penetrated. This enables the fusible bolt to be placed against the component of the at least two components that is closest to the fusible bolt in a simple manner.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Werkzeugteil, insbesondere der Gegenhalter des zweiten Werkzeugteils, des Schweißwerkzeugs eine Kavität zur Aufnahme des Schmelzbolzens aufweist, und dass das zweite Werkzeugteil, insbesondere der Gegenhalter des zweiten Werkzeugteils, des Schweißwerkzeugs vorzugsweise an dem Gegenhalter am nächstgelegenen Bauteil der mindestens zwei Bauteile zur Anlage kommt. Insbesondere durch die Kavität ist es auf einfache Art und Weise möglich, ohne Probleme den Überstand des durch die mindestens zwei Bauteile hindurchgedrungenen Schmelzbolzens aufzunehmen und trotzdem eine für das Durchdringen notwenige Gegenkraft durch den Gegenhalter zu erzeugen.According to a development of the invention, it is provided that the second tool part, in particular the counter holder of the second tool part, of the welding tool has a cavity for receiving the fusible bolt, and that the second tool part, in particular the counter holder of the second tool part, of the welding tool preferably on the counter holder on nearest component of the at least two components comes to rest. In particular, the cavity makes it possible in a simple manner, without problems, to take up the protrusion of the fusible bolt that has penetrated through the at least two components and nevertheless to generate a counterforce necessary for penetration by the counter-holder.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektrode des ersten Werkzeugteils und/oder die mindestens eine Elektrode des zweiten Werkzeugteils, hubbeweglich, insbesondere jeweils, zum entsprechenden Werkzeugteil verlagerbar, insbesondere verfahrbar sind, insbesondere ausgebildet sind. Hierdurch wird es insbesondere auf einfache Art und Weise möglich, alternative Wege für die Stromdurchleitung von dem Schmelzbolzen zu dem auf der Gegenseite liegenden Bauteil zu erreichen. Hierdurch sind insbesondere alternative Schmelzgutgeometrien mit vorteilhaften Eigenschaften in Bezug auf eine Haltbarkeit und/oder Festigkeit erzielbar.According to a further development of the invention, it is provided that the electrode of the first tool part and / or the at least one electrode of the second tool part can be lifted, in particular each, displaceable, in particular displaceable, to the corresponding tool part, in particular designed. This makes it possible, in particular, in a simple manner, to achieve alternative paths for the passage of current from the fusible bolt to the component located on the opposite side. In this way, in particular, alternative melt material geometries with advantageous properties with regard to durability and / or strength can be achieved.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehreren, Bauteilen geschaffen wird, wobei eine Vorrichtung zum Durchsetzschweißen gemäß der Erfindung oder wobei eine Vorrichtung zum Durchsetzschweißen gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele eingesetzt wird, und wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

a) Anordnen der mindestens zwei Bauteile in einer vorgebbaren Fügeanordnung,
b) Aktivieren des Schweißwerkzeugs an einer vorgebbaren Fügestelle, an welcher die mindestens zwei Bauteile gefügt werden sollen, wobei das erste Werkzeugteil einen Schmelzbolzen trägt,
c) Durchsetzen der mindestens zwei Bauteile mit dem Schmelzbolzen mittels des ersten Werkzeugs, wobei das zweite Werkzeugteil als Gegenhalter fungiert, wobei der Schmelzbolzen die mindestens zwei Bauteile vollständig durchdringt,
d) Anlegen einer Spannung zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil des Schweißwerkzeugs, sodass der Schmelzbolzen, vorzugsweise vollständig, aufgeschmolzen wird,
e) Erhalt des verschweißten Bauteils.

The object is also achieved in particular by creating a method for through-welding at least two, preferably three or more, components, using a device for through-welding according to the invention or using a device for through-welding according to one of the aforementioned exemplary embodiments, and wherein the following procedural steps are carried out:

a) Arranging the at least two components in a predeterminable joining arrangement,
b) Activation of the welding tool at a predeterminable joint at which the at least two components are to be joined, the first tool part carrying a fusible bolt,
c) penetrating the at least two components with the fusible bolt by means of the first tool, the second tool part functioning as a counter holder, the fusible bolt completely penetrating the at least two components,
d) applying a voltage between the first tool part and the second tool part of the welding tool, so that the melting bolt is melted, preferably completely,
e) Receipt of the welded component.

Durch das Verfahren ist es insbesondere auf einfache Art und Weise möglich, mindestens zwei zu verbindende Bauteile zu verbinden. In Zusammenhang mit dem Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen verwirklichen sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen erläuterten Vorteile.The method makes it possible in particular in a simple manner to connect at least two components to be connected. In connection with the method for penetration welding of at least two components, the advantages already explained in connection with the device for penetration welding of at least two components are realized.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Verfahrensschritt d) in einem Verfahrensschritt c1a) das Setzwerkzeug des ersten Werkzeugteils zurück und die Elektrode des ersten Werkzeugteils an den Schmelzbolzen heranverlagert wird und/oder das vor dem Verfahrensschritt d) in einem Verfahrensschritt c1 b) der Gegenhalter des zweiten Werkzeugteils zurück und die mindestens eine Elektrode des zweiten Werkzeugteils an das dem ersten Werkzeugteil nächstgelegenen Bauteil der mindestens zwei Bauteile angelegt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise alternative Stromleitungswege beim Anlegen einer Spannung gemäß Verfahrensschritt d) ermöglicht werden. In Zusammenhang mit der Erfindung soll insbesondere unter dem Begriff Zurückverlagern verstanden werden, dass das entsprechende Teil zurück - das heißt weg von den mindestens zwei zu verbindenden Bauteilen - verlagert wird.According to a development of the invention, it is provided that before method step d) in a method step c1a) the setting tool of the first tool part is moved back and the electrode of the first tool part is moved closer to the melting pin and / or that before method step d) in a method step c1 b ) the counter holder of the second tool part is back and the at least one electrode of the second tool part is applied to the component of the at least two components that is closest to the first tool part. This has the particular advantage that in a simple way and way, alternative current conduction paths are made possible when applying a voltage according to method step d). In connection with the invention, the term “shifting back” should be understood to mean that the corresponding part is shifted back - that is, away from the at least two components to be connected.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein verschweißtes Bauteil geschaffen wird, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen oder hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsformen.The object is also achieved, in particular, by creating a welded component, produced or producible according to a method for through-welding at least two components, or produced or produced according to a method according to one of the aforementioned embodiments.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Dabei zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung die mittels einer Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen oder gemäß einem Verfahren zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen zu verbindenden zwei Bauteile,
2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen, wobei der Moment gezeigt ist, kurz bevor in Verfahrensschritt c) ein Durchsetzen der mindestens zwei Bauteile stattfindet,
3 eine schematische Darstellung der mindestens zwei Bauteile, welche mittels dem Schmelzbolzen miteinander verbunden sind,
4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen, wobei einerseits das Setzwerkzeug und andererseits das als Gegenhalter fungierende zweite Werkzeugteil Zurückgefahren und von dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil des mehrgliedrigen Schweißwerkzeugs die jeweiligen Elektroden an die mindestens zwei Bauteile angelegt wurden, um mittels einem Anlegen einer Spannung an die mindestens zwei Bauteile ein Schmelzbad, mithin eine Verschweißung, zu erhalten,
5 eine schematische Darstellung eines Ablaufplans einer Ausführungsform des Verfahrens zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen.

Show:

1 in a schematic representation the two components to be connected by means of a device for the penetration welding of at least two components or according to a method for the penetration welding of at least two components,
2 a schematic representation of the device for the penetration welding of at least two components, the moment being shown shortly before penetration of the at least two components takes place in method step c),
3 a schematic representation of the at least two components that are connected to one another by means of the melting pin,
4th a schematic representation of the device for through-welding at least two components, whereby on the one hand the setting tool and on the other hand the second tool part functioning as a counterholder retracted and the respective electrodes were applied to the at least two components by means of a Applying a voltage to the at least two components to obtain a weld pool, i.e. a weld,
5 a schematic representation of a flow chart of an embodiment of the method for through-welding at least two components.

Den 1 bis 4 ist in Detailausschnitten jeweils eine Vorrichtung 1, insbesondere das Schweißwerkzeug 5, zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen 3 zu entnehmen, aufweisend mindestens ein Schweißwerkzeug 5, welches ein erstes Werkzeugteil 7 und ein zweites Werkzeugteil 9 aufweist, welche miteinander zusammenwirken, wobei das erste Werkzeugteil 7 dazu eingerichtet ist, einen Schmelzbolzen 11 mit Kraft in Richtung des zweiten Werkzeugteils 9 in derart zu beaufschlagen, dass der Schmelzbolzen 11 die mindestens zwei Bauteile 3, vorzugsweise vollständig, durchdringt, wobei das zweite Werkzeugteil 9 als Gegenhalter fungiert, sowie eine Spannungsquelle, welche dazu eingerichtet ist, eine Spannung zur Verfügung zu stellen, sodass der Schmelzbolzen 11 aufschmelzbar ist.The 1 to 4th is a device in detail 1 , especially the welding tool 5 , for through-welding at least two components 3 to be found, having at least one welding tool 5 , which is a first tool part 7th and a second tool part 9 which cooperate with one another, wherein the first tool part 7th is set up to use a melting pin 11 with force in the direction of the second tool part 9 in such a way that the melting pin 11 the at least two components 3 , preferably completely, penetrates, the second tool part 9 acts as a counter holder, as well as a voltage source which is set up to provide a voltage so that the melting pin 11 is meltable.

In allen Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, weswegen auf die entsprechende Figurenbeschreibung verwiesen wird.In all figures, the same or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals, which is why reference is made to the corresponding description of the figures.

Ferner ist den Figuren zu entnehmen, dass das erste Werkzeugteil 7 sowie das zweite Werkzeugteil 9 des Schweißwerkzeugs 5 jeweils zweiteilig ausgebildet sind, in der Art, dass das erste Werkzeugteil 7 ein Setzwerkzeug 13 sowie eine Elektrode 15 aufweist, und das zweite Werkzeugteil 9 einen Gegenhalter 17 sowie mindestens eine Elektrode 15 aufweist, welche vorzugsweise umlaufend ausgebildet und/oder ausgeprägt ist. Insofern zeigen die Bezugszeichen 15 in den 2 bis 4 eine Schnittdarstellung einer umlaufenden Elektrode 15.It can also be seen from the figures that the first tool part 7th as well as the second tool part 9 of the welding tool 5 are each designed in two parts, such that the first tool part 7th a setting tool 13 as well as an electrode 15th having, and the second tool part 9 a counter holder 17th and at least one electrode 15th has, which is preferably designed and / or pronounced circumferentially. In this respect, the reference symbols show 15th in the 2 to 4th a sectional view of a rotating electrode 15th .

Ferner ist insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen, dass der Schmelzbolzen 11 mit einer nagelartigen Spitze 19 ausgebildet ist.Furthermore, in particular the 2 and 3 it can be seen that the fusible pin 11 with a nail-like tip 19th is trained.

Darüber hinaus ist den Figuren zu entnehmen, dass der Schmelzbolzen 11 mit einem Kopf 21 ausgebildet ist, welcher beim Durchsetzen des dem Schmelzbolzen 11 am nächsten gelegenen Bauteils 23 der mindestens zwei Bauteile 3 in seiner Endposition anlegbar ist.In addition, the figures show that the melting pin 11 with a head 21st is formed, which when enforcing the melting pin 11 closest component 23 of the at least two components 3 can be applied in its end position.

Des Weiteren ist insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen, dass das zweite Werkzeugteil 9 des Schweißwerkzeugs 5 eine Kavität 25 zur Aufnahme des Schmelzbolzens 11 aufweist und dass das zweite Werkzeugteil 9 des Schweißwerkzeugs 5 vorzugsweise an dem dem Gegenhalter 17 nächstgelegenen Bauteil 27 der mindestens zwei Bauteile 3 zur Anlage kommt.Furthermore, the 2 and 3 it can be seen that the second tool part 9 of the welding tool 5 a cavity 25th for receiving the melting pin 11 and that the second tool part 9 of the welding tool 5 preferably on the counter holder 17th nearest component 27 of the at least two components 3 comes to the plant.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Elektrode 15 des ersten Werkzeugs 7 und/oder die mindestens eine Elektrode 15 des zweiten Werkzeugteils 9, hubbeweglich zum entsprechenden Werkzeugteil 7, 9 verlagerbar sind.Furthermore, it is preferably provided that the electrode 15th of the first tool 7th and / or the at least one electrode 15th of the second tool part 9 , liftable to the corresponding tool part 7th , 9 are relocatable.

Des Weiteren ist 5 ein schematischer Ablaufplan eines Verfahrens zum Durchsetzschweißen von mindestens zwei Bauteilen 3 zu entnehmen, wobei eine Vorrichtung 1 zum Durchsetzschweißen gemäß der Erfindung eingesetzt wird, und wobei folgende Verfahrensschritte ausgewählt werden:

a) Anordnen der mindestens zwei Bauteile 3 in einer vorgebbaren Fügeanordnung,
b) Aktivieren des Schweißwerkzeugs 5 an einer vorgebbaren Fügestelle, an welcher die mindestens zwei Bauteile 3 gefügt werden sollen, wobei das erste Werkzeugteil 7 einen Schmelzbolzen 11 trägt,
c) Durchsetzen der mindestens zwei Bauteile 3 mit dem Schmelzbolzen 11 mittels des ersten Werkzeugs 7, wobei das zweite Werkzeugteil 9 als Gegenhalter fungiert, wobei der Schmelzbolzen 11 die mindestens zwei Bauteile 3 vollständig durchdringt,
d) Anlegen einer Spannung zwischen dem ersten Werkzeugteil 7 und dem zweiten Werkzeugteil 9 des Schweißwerkzeugs 5, sodass der Schmelzbolzen 11, vorzugsweise vollständig, aufgeschmolzen wird,
e) Erhalt des verschweißten Bauteils 29.

Furthermore is 5 a schematic flow chart of a method for through-welding at least two components 3 referring to a device 1 is used for penetration welding according to the invention, and the following process steps are selected:

a) Arranging the at least two components 3 in a predeterminable joining arrangement,
b) Activate the welding tool 5 at a predeterminable joint where the at least two components 3 to be joined, the first tool part 7th a melting pin 11 wearing,
c) enforcing the at least two components 3 with the melting pin 11 by means of the first tool 7th , the second tool part 9 acts as a counter-holder, the melting pin 11 the at least two components 3 completely penetrates,
d) applying a voltage between the first tool part 7th and the second tool part 9 of the welding tool 5 so that the fusible pin 11 is melted, preferably completely,
e) Receipt of the welded component 29 .

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass vor dem Verfahrensschritt d) in einem Verfahrensschritt c1a) das Setzwerkzeug 13 des ersten Werkzeugteils 7 zurück und die Elektrode 15 des ersten Werkzeugteils 7 an den Schmelzbolzen 11 heranverlagert wird und/oder dass vor dem Verfahrensschritt d) in einem Verfahrensschritt c1b) der Gegenhalter 17 des zweiten Werkzeugteils 9 zurück und die mindestens eine Elektrode 15 des zweiten Werkzeugteils 9 an das dem ersten Werkzeugteil 7 nächstgelegene Bauteil 23 der mindestens zwei Bauteile 3 angelegt wird.Furthermore, it is preferably provided that before method step d) in a method step c1a) the setting tool 13 of the first tool part 7th back and the electrode 15th of the first tool part 7th on the melting pin 11 is moved closer and / or that before method step d) in a method step c1b) the counter holder 17th of the second tool part 9 back and the at least one electrode 15th of the second tool part 9 to the first tool part 7th nearest component 23 of the at least two components 3 is created.

Insofern ist insbesondere der 4 ein verschweißtes Bauteil 29 zu entnehmen.In this respect, the 4th a welded component 29 refer to.

Claims

Device (1) for through-welding at least two components (3), comprising at least one welding tool (5) which has a first tool part (7) and a second tool part (9) which interact with one another, the first tool part (7) for this purpose is set up to apply force to a melting bolt (11) in the direction of the second tool part (9) in such a way that the melting bolt (11) completely penetrates the at least two components (3), the second tool part (9) acting as a counter holder , and a voltage source which is set up to provide a voltage so that the melting pin (11) can be melted.

Device according to Claim 1 , characterized in that the first tool part (7) and the second tool part (9) of the welding tool (5) are each designed in two parts, in such a way that the first tool part (7) has a setting tool (13) and an electrode (15) and the second tool part (9) has a counter holder (17) and at least one electrode (15), which is preferably designed and / or embossed around the circumference.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the fusible pin (11) is designed with a nail-like tip (19).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fusible pin (11) is designed with a head (21) which, when the component (23) of the at least two components (3) closest to the fusible pin (11) passes through it End position can be created.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second tool part (9) of the welding tool (5) has a cavity (25) for receiving the melting pin (11), and that the second tool part (9) of the welding tool (5) preferably on the component (27) of the at least two components (3) closest to the counter-holder (17) comes to rest.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode (15) of the first tool part (7) and / or the at least one electrode (15) of the second tool part (9) can be displaced in a reciprocating manner to the corresponding tool part (7, 9) .

Method for through-welding of at least two components (3), wherein a device (1) for through-welding according to one of the preceding claims is used, and wherein the following method steps are carried out: a) arranging the at least two components (3) in a predeterminable joining arrangement, b) activating the welding tool (5) at a predeterminable joint at which the at least two components (3) are to be joined, the first tool part (7) carrying a fusible bolt (11), c) Passing through the at least two components (3) with the melting pin (11) by means of the first tool (7), the second tool part (9) functioning as a counter-holder, the melting pin (11) completely penetrating the at least two components (3) , d) applying a voltage between the first tool part (7) and the second tool part (9) of the welding tool (5), so that the melting pin (11) is melted, preferably completely, e) Receipt of the welded component (29).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that before method step d) in a method step c1a) the setting tool (13) of the first tool part (7) back and the electrode (15) of the first tool part (7) is shifted to the melting pin (11) and / or that before method step d) in a method step c1b) the counter holder (17) of the second tool part ( 9) back and the at least one electrode (15) of the second tool part (9) is applied to the component (23) of the at least two components (3) closest to the first tool part (7).

Welded component (29), produced or producible by a method according to one of the Claims 7 or 8th .