本發(fā)明涉及一種用于將包括兩個(gè)外部金屬覆蓋層和內(nèi)置非金屬中間層的復(fù)合板接合至至少一個(gè)另外部件的方法,其中,復(fù)合板和至少一個(gè)另外部件設(shè)置為至少部分地重疊。本發(fā)明還涉及一種用于將包括兩個(gè)外部金屬覆蓋層和內(nèi)置非金屬中間層的復(fù)合板接合至至少一個(gè)另外部件的裝置,該裝置尤其用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
背景技術(shù):
復(fù)合板是尤其以夾心形式構(gòu)成的復(fù)合材料,并且某種程度上也稱為夾心板。在大多數(shù)情況下,復(fù)合板由兩個(gè)外部覆蓋層或板以及設(shè)置在覆蓋層之間的一個(gè)塑料層構(gòu)成。通過復(fù)合板的層構(gòu)造,復(fù)合板可以具有不能或幾乎不能由均質(zhì)材料的一種部件實(shí)現(xiàn)的性能。例如,復(fù)合板可具有非常高的局部剛性和強(qiáng)度。此外,復(fù)合板可以在隔音方面提供良好的性能。然而,相當(dāng)重要的是,復(fù)合板還允許較輕的部件重量,并且在必須接受的部件的其它性能方面沒有缺陷。出于這個(gè)原因,在汽車制造中,復(fù)合板越來越多地被用作所謂的輕質(zhì)面板。
這里,不利的是,復(fù)合板在一定程度上僅適用于在汽車制造中被廣泛使用的接合方法,諸如電阻焊。為了以簡(jiǎn)單且節(jié)約成本的方式將復(fù)合板連接至其他部件,例如采用電阻焊。在電阻焊的情況下,復(fù)合板中存在短暫且強(qiáng)烈的熱輸入,因此設(shè)置在覆蓋層之間的至少一個(gè)非金屬層可能很容易被損壞。對(duì)于如下塑料層尤其如此:該塑料層對(duì)溫度具有較低的抵抗力并且其導(dǎo)熱率低于外部覆蓋層。此外,該塑料層可以是電絕緣的,或者在某些情況下具有非常低的導(dǎo)電率。
在機(jī)械接合方法的情況下,復(fù)合板的使用可能也較成問題,因?yàn)槔缭搹?fù)合板的各個(gè)層可能因該機(jī)械接合方法而分離或屈服,從而不再可能實(shí)現(xiàn)固定過程中的可靠接合。
未經(jīng)審查的第一德國公開DE 10 2011 100 495A1提出:尤其在電阻焊接的情況下使用所謂的虛釋熱元件。虛釋熱元件可以被固定在圍繞虛釋熱元件的接納部中并且被定位在復(fù)合板上。在接合過程中,虛釋熱元件也可以通過焊鉗進(jìn)行焊接。原則上,還可以設(shè)想的是,虛釋熱元件被粘接。
這種方法能夠使焊接過程因虛釋熱元件的使用而受影響,但是該方法具有比較高的復(fù)雜性。首先,虛釋熱元件必須借助于接納部被保持在正確的位置直到進(jìn)行實(shí)際的焊接過程,從而增加了位置不正的風(fēng)險(xiǎn)。如果虛釋熱元件被粘接,這就需要用于粘接的額外手動(dòng)操作步驟,這比較費(fèi)時(shí)并且必須進(jìn)行以下步驟:形成虛釋熱元件與接納部之間的接觸,并且還形成虛釋熱元件與焊鉗之間的接觸。因此,該方法因各個(gè)方法步驟而可能是不經(jīng)濟(jì)的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,在這種背景下,本發(fā)明的目的在于以經(jīng)濟(jì)且同時(shí)以可靠的過程接合復(fù)合板的方式在每種情況下設(shè)計(jì)和改進(jìn)一開始提到的類型的方法和裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)通過以下方式實(shí)現(xiàn)該目的:借助于定位單元,使至少一個(gè)輔助接合元件支承在復(fù)合板上且固定至復(fù)合板,并且隨后使至少一個(gè)輔助接合元件的區(qū)域中的復(fù)合板接合至至少一個(gè)另外部件。
可以由至少一個(gè)輔助接合元件在接合區(qū)域中(也就是說,在以局部方式特別強(qiáng)調(diào)的點(diǎn)處)提供對(duì)待接合部分的支撐。然而,與現(xiàn)有技術(shù)不同,由于設(shè)置有不僅使一個(gè)輔助接合元件或多個(gè)輔助接合元件分別支承在復(fù)合板上而且還使一個(gè)輔助接合元件或多個(gè)輔助接合元件分別固定在復(fù)合板上的定位單元,所以不僅可以非常有效地而且還可以非常精確地實(shí)施輔助接合元件的定位和固定。例如,在精確定位和固定之后,待接合部分可以被任意地定位,而沒有滑落的風(fēng)險(xiǎn)。輔助接合元件同樣可以以這種方式被有利地精確定位在待接合部分的下側(cè)。多個(gè)輔助接合元件同樣可以以這種方式被有利地定位。
輔助接合元件被理解為可以支撐該接合過程的附加元件。具體而言,可以根據(jù)待實(shí)施的接合方法對(duì)輔助接合元件進(jìn)行各種設(shè)計(jì)。原則上,可以由此提供各種材料和幾何形狀。然而,輔助接合元件優(yōu)選地構(gòu)造成是大致平坦的和/或圓形的。例如,輔助接合元件構(gòu)造成具有圓盤形狀或板形形狀。例如,輔助連接元件可以包括金屬(例如,鋼)或者由金屬構(gòu)成,并且特別是導(dǎo)電的。例如,輔助接合元件具有優(yōu)于或不同于復(fù)合板的覆蓋層的材料特性(例如,不同的導(dǎo)電率和/或不同的強(qiáng)度)。
定位單元被理解為特別是以下裝置或系統(tǒng):該裝置或系統(tǒng)可以在空間中以自動(dòng)的方式定位輔助接合元件,并且優(yōu)選地還可以用力撞擊所述輔助接合元件,例如將輔助接合元件推動(dòng)抵靠在復(fù)合板上,以便例如固定輔助接合元件。為此,定位單元可以包括多個(gè)部分,例如機(jī)械臂、夾鉗元件和/或用于輔助接合元件的接納部。
將輔助接合元件固定在復(fù)合板上被理解為尤其是指:將輔助接合元件連接至復(fù)合板。例如,輔助接合元件直接連接至復(fù)合板。
例如,復(fù)合板的一個(gè)或兩個(gè)覆蓋層由諸如碳鋼或不銹鋼等鋼構(gòu)成,但也可以設(shè)想使用鋁和/或鎂。一個(gè)或兩個(gè)覆蓋層的厚度為1mm以下,例如優(yōu)選地厚度為0.1mm至0.5mm,例如0.2mm至0.3mm。例如,覆蓋層可以具有相同的設(shè)計(jì)或不同的設(shè)計(jì)。例如,中間層由諸如熱塑材料等塑料構(gòu)成。例如,中間層的厚度為2mm以下,優(yōu)選地厚度為0.2mm至1.5mm,例如為約0.4mm。
另外部件例如可以是厚鑲板或者同樣是復(fù)合板。在復(fù)合板的情況下,以相應(yīng)的方式應(yīng)用在復(fù)合板的背景下所做的說明。同樣可以提供接合至復(fù)合板和/或同時(shí)或以單獨(dú)步驟接合至另外部件的又一部件。復(fù)合板優(yōu)選地精確接合至一個(gè)另外部件。
由于復(fù)合板和另外部件的布置,因此復(fù)合板和另外部件這兩者在重疊區(qū)域中重疊,在該重疊區(qū)域中,可以設(shè)置至少一個(gè)輔助接合元件。
原則上,還可以使一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件支承在另外部件上并固定至該另外部件。同樣以相應(yīng)的方式應(yīng)用上面給出的說明。
例如,接合后,至少一個(gè)輔助接合元件可以保持在接合部分上,也就是說,可以保持與其連接。然而,作為選擇,可以設(shè)想的是,同樣再次從接合部分移除至少一個(gè)輔助接合元件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,至少一個(gè)輔助接合元件以如下方式固定至復(fù)合板:形成至少一個(gè)輔助接合元件與復(fù)合板之間的形狀配合連接和/或力配合連接。由此可以通過形狀配合連接和/或力配合連接實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)輔助接合元件的固定。鑒于此,能夠?qū)崿F(xiàn)輔助接合元件與復(fù)合板的特別簡(jiǎn)單的固定,從而允許在后續(xù)接合過程中以較少的時(shí)間精力實(shí)現(xiàn)輔助接合元件的精確定位。例如,至少一個(gè)輔助接合元件僅需由定位單元用力撞擊并推靠在復(fù)合板上即可。作為選擇或另外地,還可以設(shè)想實(shí)質(zhì)上一體的連接。如果一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件同樣被固定至另外部件,則對(duì)此以相應(yīng)的方式應(yīng)用這些說明。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,借助于設(shè)置在所述輔助接合元件的面向復(fù)合板的相應(yīng)側(cè)的一個(gè)或多個(gè)固定元件,至少一個(gè)輔助接合元件固定至復(fù)合板。鑒于此,可以以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)相應(yīng)輔助接合元件與復(fù)合板之間的形狀配合連接和/或力配合連接。例如,以突起、尖頭和/或鉤的形式提供固定元件。例如,固定元件至少或完全穿透面向相應(yīng)輔助接合元件的(外部)覆蓋層。例如,固定元件穿透復(fù)合板至少到達(dá)其中間層。如果一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件同樣被固定至另外部件,則對(duì)此以相應(yīng)的方式應(yīng)用這些說明。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,用于固定至少一個(gè)輔助接合元件的定位單元包括定位臂和/或夾鉗。鑒于此,可以有效地且以可靠的過程執(zhí)行至少一個(gè)輔助接合元件的定位和固定。例如,夾鉗以如下方式構(gòu)造:夾鉗可以圍繞以重疊方式設(shè)置的復(fù)合板和另外部件。以這種方式,輔助接合元件尤其可以設(shè)置在兩側(cè)上,也就是說,設(shè)置在復(fù)合板側(cè)和另外部件側(cè)上。夾鉗還可以構(gòu)造為將輔助接合元件推動(dòng)到復(fù)合板上,從而將所述輔助接合元件固定在復(fù)合板上。尤其可以設(shè)置諸如機(jī)械臂等定位臂來移動(dòng)和控制夾鉗。同樣可以設(shè)想的是,例如,使用機(jī)械臂將輔助接合元件直接定位在復(fù)合板上。如果一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件同樣被固定至另外部件,則對(duì)此以相應(yīng)的方式應(yīng)用這些說明。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,定位單元從供給系統(tǒng)接納待固定的至少一個(gè)輔助接合元件。通過設(shè)置供給系統(tǒng),可以以簡(jiǎn)單且快速的方式向定位單元提供輔助接合元件,并且將輔助接合元件轉(zhuǎn)移到定位單元,從而進(jìn)一步提高該方法的效率和可靠性。例如,供給系統(tǒng)用作輔助接合元件的收容部或儲(chǔ)藏部。在接納相應(yīng)的輔助接合元件后,輔助接合元件然后可以借助于定位單元被固定至復(fù)合板,并且可選地被固定至另外部件。例如,供給系統(tǒng)可以總是同時(shí)使兩個(gè)輔助接合元件可用。鑒于此,例如,定位單元的夾鉗可以以如下方式接收兩個(gè)(彼此相反的)輔助接合元件而無需很多的時(shí)間精力:例如,每個(gè)鉗腿接納一個(gè)輔助接合元件。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,當(dāng)接納至少一個(gè)輔助接合元件時(shí),至少一個(gè)輔助接合元件借助引導(dǎo)系統(tǒng)相對(duì)于定位單元定位。鑒于此,可以提高定位單元接納輔助接合元件的精度,使得最終實(shí)現(xiàn)過程可靠性的提高。具體而言,由于引導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)帶來了輔助接合元件的精確接納,鑒于此,定位單元本身可以以相應(yīng)簡(jiǎn)單的方式設(shè)計(jì)。定位單元(具體而言,定位單元的夾鉗)可以具有接納區(qū)域,例如,通過該接納區(qū)域,可以接納輔助接合元件。然后由引導(dǎo)系統(tǒng)定位相應(yīng)的引導(dǎo)元件和定位單元的接納區(qū)域的相對(duì)相互位置,使得輔助接合元件可以被定位單元精確地接納。
例如,該引導(dǎo)系統(tǒng)包括定界部,以便將定位單元的接納區(qū)域和/或輔助接合元件的運(yùn)動(dòng)限定在一個(gè)或多個(gè)方向上,并由此將定位單元的接納部和輔助接合元件相互對(duì)準(zhǔn)。例如,供給系統(tǒng)包括引導(dǎo)系統(tǒng)。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,定位單元以至少部分磁力的方式接納至少一個(gè)輔助接合元件。這里,各個(gè)輔助接合元件可以以磁性的方式附著到定位單元的接納區(qū)域,并且可以被傳送直到被固定在復(fù)合板或另外部件上。為此,例如,定位單元可以包括磁性爪或磁性夾持器。例如,在各個(gè)接納區(qū)域中,定位單元包括一個(gè)或多個(gè)磁性元件,特別是一個(gè)或多個(gè)磁銷。
為此,輔助元件優(yōu)選地至少部分由諸如鐵磁材料(例如,鐵或鐵合金)等可磁化材料構(gòu)成。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,至少一個(gè)另外部件是復(fù)合板或厚鑲板。已經(jīng)證實(shí),通過該方法尤其可以以顯著更有效的方式在可靠的過程中實(shí)施兩個(gè)復(fù)合板的接合。在這種情況下,不僅一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件優(yōu)選地設(shè)置在一個(gè)復(fù)合板上,而且一個(gè)或多個(gè)輔助接合元件還設(shè)置在同樣構(gòu)造為復(fù)合板的另外部件上。
如果,另外部件是厚鑲板,則優(yōu)選的是,沒有輔助接合元件設(shè)置在厚鑲板側(cè)上,而是輔助接合元件僅設(shè)置在復(fù)合板側(cè)上。已經(jīng)證實(shí),輔助接合元件僅設(shè)置在一側(cè)上便足夠了。例如,這尤其開發(fā)出了采用進(jìn)一步的接合方法的潛力,在進(jìn)一步的接合方法中,需要從至少一側(cè)訪問接合區(qū)域中的部件。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,在復(fù)合板與至少一個(gè)另外部件之間設(shè)置有粘合層。鑒于此,可以進(jìn)一步提高過程可靠性,因?yàn)椴粌H執(zhí)行了至少一個(gè)輔助接合元件(分別)相對(duì)于復(fù)合板(或者相對(duì)于另外部件)的定位和固定,而且還執(zhí)行了復(fù)合板與另外部件的固定。此外,粘合層額外地支撐復(fù)合板與另外部件之間已經(jīng)通過接合實(shí)現(xiàn)的連接。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,尤其借助于電阻焊使至少一個(gè)輔助接合元件的區(qū)域中的復(fù)合板熱接合至至少一個(gè)另外部件。已經(jīng)證實(shí),通過電阻焊尤其可以提高質(zhì)量和過程可靠性。這是因?yàn)樵陔娮韬傅那闆r下焊接過程可以被至少一個(gè)輔助接合元件有利地影響。例如,熱量經(jīng)由輔助接合元件輸入到復(fù)合板中可以以適合于要求的方式進(jìn)行設(shè)計(jì),以例如避免對(duì)中間層造成損害。另一方面,也可以根據(jù)需要將足夠量的熱量引入到中間層中,使得中間層可以熔化,從而實(shí)現(xiàn)覆蓋層之間的接觸,并由此實(shí)現(xiàn)覆蓋層的焊接。電阻焊的一個(gè)優(yōu)選類型是電阻點(diǎn)焊。
為此,例如,提供了焊接單元(具體而言,電阻焊單元)。電阻焊單元包括例如第一焊接電極(面向或分配給復(fù)合板)和第二焊接電極(面向或分配給另外部件)。例如,分配給復(fù)合板的第一焊接電極然后接觸至少一個(gè)輔助接合元件,該至少一個(gè)輔助接合元件被固定至復(fù)合板,從而不存在諸如滑落等任何風(fēng)險(xiǎn)。例如,分配給另外部件的第二焊接電極然后直接接觸另外部件,或者在輔助接合元件被同樣固定至另外部件側(cè)的情況下,第二焊接電極同樣地接觸輔助接合元件。
在電阻焊的情況下,預(yù)熱電流優(yōu)選地首先流動(dòng),接著焊接電流流動(dòng)。預(yù)熱電流用于加熱熱塑材料層形式的非金屬中間層并且軟化非金屬中間層,使得覆蓋層可被壓縮。接著,借助于焊接電流,復(fù)合板可以被接合至另外部件。這里,預(yù)熱電流和/或焊接電流優(yōu)選地以經(jīng)過相應(yīng)的輔助接合元件的方式進(jìn)行流動(dòng)。
預(yù)熱電流優(yōu)選地可以以經(jīng)過電橋的方式流動(dòng)或以經(jīng)過并聯(lián)部的方式進(jìn)行流動(dòng)。因此,還可以在復(fù)合板的覆蓋層仍被非金屬中間層分離開的該時(shí)間點(diǎn)提供閉合電路。例如,設(shè)置在復(fù)合板上的輔助接合元件與構(gòu)造為厚鑲板的另外部件之間的電橋例如被設(shè)置成繞過復(fù)合板。例如,與設(shè)置在復(fù)合板上的輔助接合元件接觸的并聯(lián)部用于繞過復(fù)合板和例如同樣構(gòu)造為復(fù)合板的另外部件。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,尤其借助于沖壓鉚合或螺紋連接使至少一個(gè)輔助接合元件的區(qū)域中的復(fù)合板機(jī)械接合至至少一個(gè)另外部件。已經(jīng)證實(shí),輔助接合元件的精確固定不僅在復(fù)合板的熱接合方法的情況下比較有利,而且還在復(fù)合板的機(jī)械接合方法的情況下比較有利。輔助接合元件向復(fù)合板提供額外的穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致過程可靠性的提高。
這里,諸如半空心沖壓鉚釘、實(shí)心沖壓鉚釘或螺釘?shù)认鄳?yīng)機(jī)械連接元件優(yōu)選地從另外部件側(cè)穿透另外部件和復(fù)合板。由此將機(jī)械連接元件以與固定至復(fù)合板的輔助接合元件相對(duì)的方式引入到另外部件中,直到所述機(jī)械連接元件將另外部件接合至復(fù)合板。
在螺紋連接的情況下,優(yōu)選地采用自攻旋擰(FDS)。這里,將FDS螺釘擰入到實(shí)心材料中。該材料優(yōu)選地被螺釘加熱,使得螺釘能夠穿透該材料并形成螺紋,以便最終擰緊螺釘。
在機(jī)械接合的情況下,輔助接合元件優(yōu)選地僅設(shè)置在一側(cè)上,也就是說,設(shè)置在復(fù)合板側(cè)。鑒于此而使對(duì)另外部件(例如,厚鑲板或同樣為復(fù)合板)側(cè)的訪問變得簡(jiǎn)單。
原則上,也可以設(shè)想熱接合和機(jī)械接合的組合。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,多個(gè)輔助接合元件借助于定位單元被固定至復(fù)合板。鑒于輔助接合元件被固定至復(fù)合板,因此例如首先還可以實(shí)施多個(gè)輔助固定元件的固定,使得隨后可以執(zhí)行接合,而沒有不必要的中斷。同樣地,多個(gè)輔助接合元件可以通過定位單元被固定至另外部件。
根據(jù)該方法的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例,至少一個(gè)輔助接合元件借助于定位單元被固定至另外部件,尤其是從而與復(fù)合板上的至少一個(gè)輔助接合元件相對(duì)。鑒于此,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)另外部件側(cè)上的接合區(qū)域的影響。當(dāng)另外部件同樣為復(fù)合板時(shí)和/或在熱接合的情況下,這特別有利。
這里,可以參考至少一個(gè)輔助接合元件在復(fù)合板上的固定如上文所述那樣執(zhí)行至少一個(gè)輔助接合元件在另外部件上的固定。
根據(jù)本發(fā)明的第二教導(dǎo),還通過通用型裝置實(shí)現(xiàn)一開始提到的目的,該裝置具有定位單元,定位單元適用于將至少一個(gè)輔助接合元件支承在復(fù)合板上并且適用于將至少一個(gè)輔助接合元件固定至復(fù)合板,并且該裝置具有接合單元,接合單元用于將至少一個(gè)輔助接合元件的區(qū)域中的復(fù)合板接合至至少一個(gè)另外部件。
由于定位單元不僅使一個(gè)輔助接合元件或多個(gè)輔助接合元件分別支承在復(fù)合板上而且還將一個(gè)輔助接合元件或多個(gè)輔助接合元件分別固定在復(fù)合板上,所以不僅可以非常有效地而且還可以以高度精的方式實(shí)施輔助接合元件的定位和固定。
如上所述,定位單元優(yōu)選地具有一個(gè)或多個(gè)磁性元件(例如,磁銷),以便將輔助接合元件接納在接納區(qū)域中。
該裝置還優(yōu)選地包括用于提供輔助接合元件的供給系統(tǒng),其中,供給系統(tǒng)尤其包括引導(dǎo)系統(tǒng),當(dāng)接納至少一個(gè)輔助接合元件時(shí),引導(dǎo)系統(tǒng)用于相對(duì)于定位單元定位至少一個(gè)輔助接合元件。
就裝置的進(jìn)一步有利設(shè)計(jì)實(shí)施例而言,參考方法的描述和方法描述中所述的優(yōu)點(diǎn)。
通過根據(jù)方法的優(yōu)選實(shí)施例的方法步驟的以上描述和以下描述,同樣公開了由裝置的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施該方法步驟的對(duì)應(yīng)手段。同樣地,通過公開用于實(shí)施方法步驟的手段,也公開了對(duì)應(yīng)的方法步驟。
附圖說明
下面將通過示例性實(shí)施例與附圖一起對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明,在附圖中:
圖1a示出了輔助接合元件的示例性實(shí)施例的透視圖;
圖1b示出了定位單元和供給系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖;
圖1c示出了放置和固定輔助接合元件的示例性實(shí)施例的示意性透視圖;
圖2示出了如圖1c所示的放置和固定輔助接合元件的示意性剖視圖;
圖3a-3c示出了輔助接合元件的組裝的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖;
圖4以示例性的方式示出了各種接合過程的示意性剖視圖;
圖5a和圖5b示出了熱接合過程的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖;
圖6a和圖6b示出了機(jī)械接合過程的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖。
具體實(shí)施方式
首先,圖1a示出了輔助接合元件1的示例性實(shí)施例的透視圖。在這種情況下,輔助接合元件1由例如鋼等金屬制成,并且具有大致平坦的板狀幾何形狀。在輔助接合元件1的下側(cè)設(shè)置有用于將輔助接合元件1固定到復(fù)合板或另外部件上的多個(gè)固定元件2。這里,固定元件2以尖頭狀的方式構(gòu)造,以便穿透復(fù)合板或部件。
圖1b示出了定位單元3和供給系統(tǒng)4的示例性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。定位單元3包括:夾鉗5,其具有兩個(gè)鉗腿5a、5b;以及定位臂6,其為機(jī)械臂的形式。鉗腿5a、5b均具有一個(gè)接納區(qū)域7,接納區(qū)域7在各種情況下用于接納一個(gè)輔助接合元件1。為此,接納區(qū)域7均具有一個(gè)磁銷8,磁銷8用于磁性地接納相應(yīng)的輔助接合元件1。
供給系統(tǒng)4包括輔助接合元件1的供應(yīng)部。接納區(qū)域7和/或輔助接合元件1可以通過引導(dǎo)系統(tǒng)9進(jìn)行引導(dǎo)。這里,可以通過限制接納區(qū)域7和/或輔助接合元件1的移動(dòng)的定界部來執(zhí)行所述引導(dǎo)。鑒于此,當(dāng)被接納時(shí),輔助接合元件1相對(duì)于接納區(qū)域7對(duì)準(zhǔn)。借助定位單元3,輔助接合元件1隨后可以被傳送到待接合部件。
為此,圖1c示出了放置和固定輔助接合元件1的示例性實(shí)施例的示意性透視圖。借助夾鉗5,輔助接合元件1不僅能夠被精確地放置和支承在待接合部件上,而且還能夠固定在待接合部件上,這將參考圖2進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
為此,圖2示出了如圖1c所示的放置和固定輔助接合元件1的示意性剖視圖。輔助接合元件1被各個(gè)鉗腿5a、5b的接納區(qū)域7上的磁銷磁性地保持,并且可以沿著箭頭10的方向被推動(dòng)到待接合部件11、12的兩側(cè)上。這里,輔助接合元件1被成對(duì)設(shè)置成彼此相對(duì)。
這里,待接合部件是復(fù)合板11和另外部件12,在這種情況下,部件12同樣構(gòu)造為復(fù)合板。復(fù)合板11具有兩個(gè)外部金屬覆蓋層11a、11b和內(nèi)置非金屬中間層11c,在這種情況下,中間層11c是熱塑材料層。在這種情況下,另外部件12以類似的方式相同地構(gòu)造并且具有金屬覆蓋層12a、12b和中間層12c。為了更可靠的相對(duì)放置以及為了實(shí)現(xiàn)更好的接合結(jié)果,復(fù)合板11和另外部件12以實(shí)質(zhì)上一體的方式與內(nèi)置粘合層13連接。
輔助接合元件1通過固定元件2以形狀配合和力配合的方式與各個(gè)部件11、12連接。這里,固定元件2穿透分別與其相面對(duì)的相應(yīng)外部覆蓋層11a、12a。例如,固定元件2可以分別到達(dá)相應(yīng)中間層11c或12c。輔助接合元件1由此被精確地支承在復(fù)合板11或另外部件12上,并且分別以簡(jiǎn)單的方式固定至復(fù)合板11或另外部件12。
圖3a-3c示出了輔助接合元件1的組裝的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖。圖3a示出了輔助接合元件1的如圖2所示那樣的雙面組裝。這里,另外部件12同樣構(gòu)造為復(fù)合板,并且輔助接合元件1在兩側(cè)上設(shè)置成彼此相對(duì)。在圖3b所示的變體中,輔助接合元件1僅設(shè)置在一側(cè),也就是說,僅設(shè)置在復(fù)合板11側(cè),而不設(shè)置在另外部件12側(cè)。與圖3b一樣,圖3c中的輔助接合元件1同樣僅設(shè)置在一側(cè)。然而,與圖3b不同的是,這里另外部件12構(gòu)造為厚鑲板。所示三個(gè)實(shí)施例中的復(fù)合板11和另外部件12在每種情況下均通過粘合層13進(jìn)行連接。然而,粘合層13并非是必須的。
圖4以示例性的方式示出了各種接合技術(shù)的示意性剖視圖。以示例性的方式示出了圖3b所示的以下情形:復(fù)合板11將接合在構(gòu)造為復(fù)合板的另外部件12上,并且輔助接合元件固定在復(fù)合板11的一側(cè)。為了使復(fù)合板11、12被機(jī)械地接合,例如可以使用用于實(shí)心沖壓鉚合的實(shí)心沖壓鉚釘14。同樣可以使用用于半空心沖壓鉚合的半空心沖壓鉚釘15。同樣可以使用例如借助自攻旋擰進(jìn)行螺紋連接的螺釘16。在這種情況下,從另外部件12的一側(cè)引入相應(yīng)的機(jī)械連接元件14、15、16。為了熱接合復(fù)合板11、12,可以借助電阻焊產(chǎn)生焊接透鏡17。例如,為了在多個(gè)位置將組件11、12彼此連接在一起,可以選擇所述接合技術(shù)中的一種接合技術(shù)。但是也可以組合使用各種接合技術(shù)。
圖5a和圖5b現(xiàn)在示出了熱接合過程的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖。這里,與圖3c所示的一樣,將復(fù)合板接合到厚鑲板上。為此,設(shè)置有第一焊接電極18和第二焊接電極19。第一焊接電極18直接接觸與復(fù)合面板11連接的右側(cè)輔助接合元件1。與第一焊接電極18相對(duì)的第二焊接電極19與另外部件12(厚鑲板)直接接觸。焊接電極18、19通過線21連接至電源20。此外,設(shè)置有將右側(cè)輔助接合元件1與另外部件12連接在一起的電橋22。鑒于此,繞過復(fù)合板11的預(yù)熱電流可以流動(dòng),從而加熱和軟化絕緣中間層11c,使得通過經(jīng)由焊接電極18用力撞擊復(fù)合板而使覆蓋層可以接觸。借助于焊接電流,于是這能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合板11與另外部件12的電阻焊。通過左側(cè)輔助接合元件1的區(qū)域中的焊接透鏡17示出了已經(jīng)接合的狀態(tài)。
與圖5a不同,在圖5b的示例性實(shí)施例中,將復(fù)合板11接合在作為另外部件12的另一復(fù)合板上,其中,輔助接合元件1同樣僅設(shè)置在一側(cè)(參見圖3b)。復(fù)合板11一側(cè)上的第一焊接電極18同樣與一個(gè)輔助接合元件1接觸,第二焊接電極19與復(fù)合板12接觸。與圖5a不同,未設(shè)置電橋,而是設(shè)置了并聯(lián)部23,借助于并聯(lián)部23,相應(yīng)的輔助接合元件1繞過復(fù)合板11、12和第二焊接電極19與線21連接。鑒于此,形成經(jīng)過并聯(lián)部23、已接觸的輔助接合元件1和第一焊接電極18的電路,使得預(yù)熱電路可以流動(dòng)通過該電路,并且通過軟化中間層11c、12c而使覆蓋層11a、11b、12a、12b可以彼此接觸。經(jīng)由第一焊接電極18、第二焊接電極19和復(fù)合板11、12通過焊接電流同樣執(zhí)行焊接。
圖6a和圖6b示出了機(jī)械接合過程的各種示例性實(shí)施例的示意性剖視圖。未示出用于用力撞擊機(jī)械連接裝置的接合單元。如已經(jīng)參考圖4所說明的那樣,尤其可以通過沖壓鉚合、螺紋連接來執(zhí)行機(jī)械接合過程。為此,在圖6a中示出了圖4的實(shí)心沖鉚釘14、半空心沖壓鉚釘15和螺釘16,圖6a示出這些部件已經(jīng)(至少部分)穿透復(fù)合板11、12。通過沿接合方向24用力撞擊機(jī)械連接元件14、15、16,可以最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合板11、12的機(jī)械接合。
圖6b以示例性的方式示出了在圖3c所示的部件的組合的情況下(也就是說,另外部件12是厚鑲板)機(jī)械接合過程的兩個(gè)示例性實(shí)施例。然而,如可以看到的那樣,在所示的階段中,實(shí)心沖鉚釘14或半空心沖壓鉚釘15已經(jīng)分別穿透到復(fù)合板11的最上面覆蓋層11a的區(qū)域,使得復(fù)合板11、12已經(jīng)在輔助接合元件1的區(qū)域中接合在一起。