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DE102006034620A1 - Production of a sheet metal component for a vehicle comprises preparing an additional material as a strip wound on a coil, positioning the coil, a guiding unit and a base material relative to each other and unwinding a strip section - Google Patents

Production of a sheet metal component for a vehicle comprises preparing an additional material as a strip wound on a coil, positioning the coil, a guiding unit and a base material relative to each other and unwinding a strip section Download PDF

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Publication number
DE102006034620A1
DE102006034620A1 DE102006034620A DE102006034620A DE102006034620A1 DE 102006034620 A1 DE102006034620 A1 DE 102006034620A1 DE 102006034620 A DE102006034620 A DE 102006034620A DE 102006034620 A DE102006034620 A DE 102006034620A DE 102006034620 A1 DE102006034620 A1 DE 102006034620A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
additional material
base material
additional
coil
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006034620A
Other languages
German (de)
Inventor
Paul-Michael Mickel
Gerd Wunderlich
Thomas Klemt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102006034620A priority Critical patent/DE102006034620A1/en
Publication of DE102006034620A1 publication Critical patent/DE102006034620A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Production of a sheet metal component comprises preparing an additional material (2) as a strip (5) wound on a coil (3), positioning the coil, a guiding unit (4) and a base material (1) relative to each other and unwinding a strip section of the additional material from the coil to which the base material is attached.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Blechbauteils, insbesondere für Fahrzeugkomponenten, bei welchem auf einen partiellen Bereich eines Grundmaterials zumindest ein Zusatzmaterial mittels eines Fügeverfahrens befestigt wird.The Invention relates to a method for producing a sheet-metal component, especially for Vehicle components, in which a partial area of a Base material at least one additional material by means of a joining process is attached.

Blechbauteile, insbesondere Blechbauteile von Fahrzeugen können in Teilbereichen unterschiedlich starken Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt sein. Die Beanspruchungen können beispielsweise bei Karosseriebauteilen aus motor- und fahrdynamischen Zuständen resultieren. Im Crashfall müssen die Bauteile hochdynamischen Beanspruchungen standhalten können. Lokale Krafteinleitungspunkte für Scharniere, Schlossträger, Anhängerkupplungen, Fahrwerk und Teile des Antriebsstranges bedürfen ebenfalls beanspruchungsangepasster Verstärkungen. Weitere Beanspruchungen können durch Nutzungs- oder Umwelteinflüsse entstehen, die einen lokalen Sonderkorrosionsschutz erfordern. Werden diese Bauteile nach ihren maximalen Belastungen und Beanspruchungen dimensioniert führt das zu hohen Materialkosten und hohen Gewichten der Bauteile.Sheet metal parts, In particular sheet metal components of vehicles may vary in sub-areas be exposed to heavy loads and stresses. The stresses for example result in body components from engine and driving dynamics states. In case of a crash you have to the components can withstand high dynamic loads. local Force introduction points for Hinges, lock carriers, Couplings, Suspension and parts of the drive train also require stress-adjusted Reinforcements. Further stresses can due to usage or environmental influences arise that require local special corrosion protection. Become these components according to their maximum loads and stresses dimensioned leads too high material costs and high weights of the components.

Diese Nachteile werden vermieden, wenn die Blechbauteile als so genannte „Tailored Blanks" hergestellt werden. Dabei werden Platinen aus verschiedenen Werkstoffguten und/oder Blechdicken zusammengesetzt, die an die lokalen Belastungen und Beanspruchungen des späteren Bauteils angepasst sind. Die EP 02 79 866 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung derartiger Blechbauteile bei weichem die Platinen im Stumpfstoß zueinander positioniert und mittels Laserschweißen miteinander verbunden werden.These disadvantages are avoided if the sheet metal components are produced as "tailored blanks." In this case, blanks are assembled from different material qualities and / or sheet thicknesses which are adapted to the local stresses and stresses of the subsequent component EP 02 79 866 B1 describes a method for producing such sheet metal components in which the blanks are butt-jointed and bonded together by laser welding.

Eine weitere, weniger aufwändige Möglichkeit ist die Herstellung von so genannten „Patchwork Blanks". Bei derartigen Bauteilen werden die gewünschten Bauteileigenschaften durch Befestigen von Patches auf einer Platine gezielt beeinflusst. Die Patchwork Blanks werden, wie die Tailored Blanks, im unverformten Zustand gefertigt. Durch das gemeinsame Umformen der Platine mit den verstärkten Bereichen entfällt die separate Umformung von Verstärkungsteilen, wie diese bei der Herstellung von konventionellen Verstärkungsteilen üblich war. Da die Umformung an einem Werkzeug erfolgt, wird außerdem eine wesentlich höhere Passgenauigkeit des Verbundes aus Platine und Verstärkungsteil erreicht. Die Verstärkungsbleche bzw. Patches sind dabei wie Einzelteile zuzuschneiden und zu handhaben.A more, less expensive possibility is the production of so-called "patchwork blanks" Components are the desired Component properties by attaching patches to a board purposefully influenced. The patchwork blanks will be like the tailored one Blanks, made in undeformed condition. Through the common Forming the board with the reinforced areas eliminates the separate forming of reinforcing parts, as was customary in the production of conventional reinforcing parts. Since the forming takes place on a tool, is also a much higher Accuracy of fit of the composite of board and reinforcing part reached. The reinforcing sheets or patches are how to cut and handle items.

Für das Verbinden des Patches mit der Grundplatine kommen beim Patchwork Blank im Prinzip das Punktschweißen, Laserschweißen und/oder Kleben in Frage. Derartige Techniken sind beispielsweise in der DE 43 07 563 A1 und der DE 195 24 235 A1 beschrieben.In principle, spot welding, laser welding and / or gluing are possible with the Patchwork Blank for connecting the patch to the motherboard. Such techniques are for example in the DE 43 07 563 A1 and the DE 195 24 235 A1 described.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines unterschiedliche Materialstärken und – eigenschaften aufweisenden Blechbauteils zu vereinfachen.task The invention is the production of a different material thicknesses and properties having simplified sheet metal component.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.These Task is according to the invention with the Characteristics of the independent Claim 1 solved.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.preferred embodiments and further developments of the invention are the respective dependent claims remove.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Blechbauteils, insbesondere für Fahrzeugkomponenten, auf zumindest einen partiellen Bereich eines Grundmaterials ein von einer Spule abgewickeltes bandförmiges Zusatzmaterial mittels eines Fügeverfahrens befestigt. Dazu wird das Zusatzmaterial als auf zumindest eine Spule aufgewickeltes Band an einer Bearbeitungsstelle zum Fügen bereitgestellt, eine Spule mit dem aufgewickelten Zusatzmaterial, eine Fügevorrichtung zur Ausführung des Fügeverfahrens und das Grundmaterial in der Bearbeitungsstelle zueinander positioniert, zumindest ein Bandabschnitt des Zusatzmaterials von der Spule abgewickelt, auf das Grundmaterial aufgelegt und am Grundmaterial befestigt.According to the invention is in a process for producing a sheet metal component, in particular for vehicle components, on at least a partial area of a base material from a coil unwound band-shaped additional material by means a joining process attached. This is the additional material than at least one coil wound tape provided at a processing station for joining, a coil with the wound-up filler, a joining device for execution of the joining process and the base material positioned in the processing station to each other, at least one band section of the additional material unwound from the reel, placed on the base material and attached to the base material.

Wird nur ein Abschnitt des Bandes für einen Fügevorgang benötigt, wird ein durch die Länge des partiell zu verstärkenden Bereiches definierter Bandabschnitt des Zusatzmaterials, vorzugsweise bevor dieser vollständig auf dem Grundmaterial aufliegt, vom Band getrennt.Becomes just a section of the volume for a joining process needed becomes one by the length of the partially to be strengthened Area defined band section of the additional material, preferably before this completely resting on the base material, separated from the belt.

Damit entfällt die Vorfertigung, Lagerung und Zulieferung von einzelnen Teilen aus dem Zusatzmaterial und es wird ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung von Blechbauteilen mit der Möglichkeit zur Bauteilbeeinflussung zur Verfügung gestellt, bei welchem durch linienförmiges oder flächenförmiges Aufbringen von geeigneten Zusatzmaterialien die Festigkeit, Steifigkeit sowie belastungsangepasste lokale Beanspruchbarkeit des Gesamtbauteils verbessernd beeinflusst wird.In order to deleted the prefabrication, storage and delivery of individual parts from the supplementary material and it becomes a process for simplified production of sheet metal components with the possibility of Component influence available placed in which by linear or sheet-like application of suitable additives the strength, rigidity as well load-adapted local strength of the entire component is improved.

Vorzugsweise werden mehrere Spulen mit Zusatzmaterial aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Breite bereitgestellt. Je nach Anforderung an das Blechbauteil wird die Spule mit dem erforderlichen Zusatzmaterial in der Bearbeitungsstation zur weiteren Bearbeitung positioniert. Dabei können mehrere partielle Bereiche des Grundmaterials mit dem gleichen Zusatzmaterial und/oder mit unterschiedlichem Zusatzmaterial verstärkt werden. Durch die flexible Auswahlmöglichkeit des Werkstoffes des Zusatzmaterials sowie dessen Länge, Breite und Dicke können bei der Herstellung eines Blechbauteils verschiedenste Beanspruchungsbedingungen berücksichtigt werden.Preferably, several coils are provided with additional material made of different materials and / or different thickness and / or width. Depending on the requirements of the sheet metal component, the coil is positioned with the required additional material in the processing station for further processing. In this case, several partial areas of the base material can be reinforced with the same additional material and / or with different additional material. By the flexible choice of the material of the additional material and its length, width and thickness can be considered in the manufacture of a sheet metal component various stress conditions.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Teil des als Band auf der Spule aufgewickelte Zusatzmaterials mittels einer Bandfördereinrichtung von der Spule abgewickelt und zum positionierten Grundmaterial transportiert und vorzugsweise auf dem Grundmaterial genau positioniert, so dass diese eine definierte Lage zueinander aufweisen.In an advantageous embodiment of the method is a part of as a band wound on the spool additional material by means of a Belt conveyor unwound from the bobbin and transported to the positioned base material and preferably positioned precisely on the base material so that these have a defined position to each other.

Zur Befestigung des Grundmaterials werden in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Fügevorrichtung und das Grundmaterial mit dem aufgelegten Zusatzmaterial beim Zusammenfügen relativ zueinander bewegt, vorzugsweise wird die Fügevorrichtung zum fest positionierten Grundmaterial mit dem darauf positionierten Zusatzmaterial bewegt.to Attachment of the base material will be in a further advantageous Embodiment of the invention, the joining device and the base material with the applied additional material moves relative to each other during assembly, Preferably, the joining device to the firmly positioned base material with the positioned thereon Additional material moves.

Das Zusatzmaterial kann mit einem beliebigen, geeigneten Fügeverfahren, vorzugsweise mittels eines Schweißverfahrens am Grundmaterial befestigt werden. Schweißverfahren ermöglichen eine sofortige und genaue Fixierung des auf dem Grundmaterial positionierten Bandanfangs des abgewickelten Zusatzmaterials und ein mit dem Auflegen des Zusatzmaterials mitlaufenden Fügeprozess.The Additional material may be provided by any suitable joining method, preferably by means of a welding process on the base material be attached. welding processes enable an immediate and accurate fixation of the material positioned on the base material Beginning of the unwrapped additional material and one with the laying of the additional material accompanying joining process.

Besonders geeignet ist ein Laserschweißverfahren, bei welchem das Zusatzmaterial mittels eines Laserstrahls am Grundmaterial befestigt wird. Dabei kommen als Fügevorrichtungen vorzugsweise Remote- oder Scanneranlagen mit Hochleistungslasern zum Einsatz. Der Laserstrahl kann durch eine schnelle Verstellung von Ablenkspiegeln auf eine definierte Fügestelle positioniert und innerhalb eines Arbeitsbereiches, vorzugsweise über die gesamte Breite sowie eine definierte Länge des auf das Grundmaterial aufgelegten Zusatzmaterials abgelenkt werden.Especially suitable is a laser welding process, in which the additional material by means of a laser beam on the base material is attached. In this case, as joining devices preferably remote or scanner systems with high-power lasers. The laser beam can by a quick adjustment of deflecting mirrors on one defined joint positioned and within a workspace, preferably over the entire width and a defined length of the base material deflected additional material.

Gehen die Dimensionen des zu befestigenden Zusatzmaterials über den Arbeitsbereich der Fügevorrichtung hinaus, beispielsweise bei einer Anlage, bei welcher der Laserstrahl nur über die Breite des Zusatzmaterials abgelenkt wird, werden in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Fügevorrichtung und/oder das Grundmaterial mit dem aufgelegten und gegebenenfalls fixierten Zusatzmaterial entsprechend zueinander bewegt, so dass das Zusatzmaterial auf dem Grundmaterial befestigt werden kann.Walk the dimensions of the additional material to be fastened over the Working area of the joining device addition, for example, in a system in which the laser beam only over The width of the additional material is deflected, in an advantageous Embodiment of the invention, the joining device and / or the Base material with the launched and possibly fixed additional material accordingly moved each other so that the additional material on the base material can be attached.

Wird das Zusatzmaterial mit dem Grundmaterial verschweißt, insbesondere mittels eines Laserschweißverfahrens, sind weitere beanspruchungsangepasste Bauteilbeeinflussungen insbesondre durch ein flächiges Aufschweißen des Zusatzmaterials, ein Aufschweißen des Zusatzmaterial mit durchgehenden oder unterbrochenen geraden Nähten am Bandrand, ein Aufschweißen des Zusatzmaterial im Bereich von Krafteinleitungspunkten und/oder ein Aufschweißen des Zusatzmaterials mit durchgehenden oder unterbrochenen gekrümmten oder schrägen Nähten möglich.Becomes the filler material welded to the base material, in particular by means of a laser welding process, are further stress-adapted component influences insbesondre through a plane welding of the additional material, a welding of the additional material with continuous or interrupted straight seams on the band edge, a welding of the Additional material in the area of force application points and / or a welding of the additional material with continuous or interrupted curved or oblique seams possible.

Als Grundmaterial wird vorzugsweise eine Blechplatine verwendet, die nach dem Befestigen des Zusatzwerkstoffes noch weiteren Formgebungsprozessen unterzogen werden kann.When Base material is preferably a sheet metal blank used, the after attaching the filler material further shaping processes can be subjected.

Des weiteren können als Grundmaterial vorzugsweise auch abgeformte Bleche oder Blech-Hohlprofile verwendet werden, wobei das Zusatzmaterial auf einer ebenen Fläche befestigt wird.Of others can as base material preferably also molded sheets or sheet-metal hollow sections used with the filler attached to a flat surface becomes.

Als Werkstoffe für die Grundplatine und das Zusatzmaterial werden bevorzugt Stahlbleche, insbesondere martensitisch hartbare und/oder martensitisch gehärtete Stahlbleche verwendet.When Materials for the motherboard and the additional material are preferably steel sheets, in particular martensitic hardenable and / or martensitic hardened steel sheets used.

Dabei ist, je nach Beanspruchung des zu fertigenden Bauteils ein Zusammenfügen gleichartiger oder unterschiedlicher metallischer Werkstoffe möglich, beispielsweise das Aufbringen von Zusatzmaterial aus höherfesten Werkstoffen auf ein Grundmaterial aus einem relativ weichen metallischen Werkstoff, das Aufbringen von Zusatzmaterial aus martensitisch härtbaren Stahl auf ein Grundmaterial aus relativ weichen Tiefziehstahl sowie das Aufbringen von Zusatzmaterial aus martensitisch härtbaren Stahl auf ein Grundmaterial aus bereits martensitisch gehärtetem oder härtbaren Stahl. Dabei ist eine weitere beanspruchungsangepasste Bauteilbeeinflussung, vorzugsweise durch ein Härten des Zusatzmaterial und/oder des Grundmaterials beim Aufschweißen mittels eines Laserstrahls gegeben.there is, depending on the load of the component to be manufactured a merger of the same or different metallic materials possible, for example, the application from additional material of higher strength Materials on a base material of a relatively soft metallic Material, the application of additional material from martensitic curable Steel on a base material of relatively soft deep-drawing steel as well the application of additional material from martensitic curable Steel on a base material already hardened or martensitic curable Stole. Here is another stress-adapted component influence, preferably by curing of the additional material and / or the base material during welding by means of given a laser beam.

Desweiteren kann beim Schweißen durch eine gezielte Beeinflussung der Abkühlgeschwindigkeit mittels einer Volumendosierung eines Abkühlstrahls und möglichen Lasemachwärmens das Werkstoffgefüge gezielt beeinflusst werden.Furthermore can when welding by a specific influence on the cooling rate by means of a Volume metering of a cooling jet and possible Lasemachwärmens the material structure be specifically influenced.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zur Herstellung von Feinblechkonstruktionen, insbesondere mit gehärteten Fügeverbindungen zur Verbesserung von regionalen und lokalen Struktureigenschaften und/oder mit gehärteten Zusatzmaterialauftragslagen und gleichzeitig gehärtetem Grundwerkstoff zur Verbesserung von Struktureigenschaften und/oder mit dicken- und konturangepassten Verstärkungen, die der Beanspruchung entsprechen und/oder mit verbessertem lokalen und regionalen Korrosionsschutz.The inventive method is particularly suitable for the production of sheet metal constructions, especially with hardened joints to improve regional and local structural characteristics and / or with cured additional application layers and at the same time hardened Base material for improving structural properties and / or with thickness and contour-matched reinforcements that meet the stress and / or with improved local and regional corrosion protection.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche oder ähnliche Teile.The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment and explained in more detail with reference to the accompanying figures. there Reference numerals in the figures refer to the same or similar Parts.

Es zeigen in schematischer Darstellung:It show in a schematic representation:

1 eine Bearbeitungsstation zum Herstellen eines Blechbauteils 1 a processing station for producing a sheet metal component

2 einen Laserbearbeitungskopf 2 a laser processing head

3 Varianten von Verbindungsnähten zum Fügen 3 Variants of connecting seams for joining

Die Herstellung eines Blechbauteils aus einem Grundmaterial 1, beispielsweise aus einer Grundplatine aus Stahl (z.B. DX52D) und einem Zusatzmaterial 2 aus einem flachgewalzten, niedriglegierten Stahl (z.B. HX340LAD) erfolgt in einer, in der 1 stark vereinfacht dargestellten, Bearbeitungsstation. Das Zusatzmaterial 2 dient der Verstärkung des Grundmaterials 1 in speziellen partiellen Bereichen, beispielsweise im Bereich der Scharniere und des Türschlosses einer Grundplatine für ein Türblech einer Fahrzeugkarosserie.The production of a sheet metal component from a base material 1 For example, from a motherboard made of steel (eg DX52D) and a supplementary material 2 from a flat-rolled, low-alloyed steel (eg HX340LAD) takes place in a, in the 1 simplistic illustrated, processing station. The additional material 2 serves to reinforce the base material 1 in special partial areas, for example in the region of the hinges and the door lock of a motherboard for a door panel of a vehicle body.

Eine Spule 3 mit dem als Band 5 aufgewickelten Zusatzmaterial 2 aus dem geforderten Werkstoff, in erforderlicher Breite und Dicke für die Verstärkung des Grundmaterials 1 im Bereich der Scharniere wird aus mehreren bereitgestellten Spulen ausgewählt und in der Bearbeitungsstation bereitgestellt.A coil 3 with that as a band 5 wrapped auxiliary material 2 of the required material, in the required width and thickness for the reinforcement of the base material 1 in the area of the hinges, several coils are selected and made available in the processing station.

Die Spule 3, die Bandfördereinrichtung 15, die Fügevorrichtung 4 und das Grundmaterial 1 werden in der Bearbeitungsstation zueinander positioniert, so dass das Grundmaterial 1 und das Zusatzmaterials 2 in eine definierte Lage zueinander gebracht werden können. Vorzugsweise ist dazu die Fügevorrichtung 5 mit der Bandfördereinrichtung 15 über ein Kopplungselement 21 mechanisch gekoppelt. Eine Gaszufuhreinrichtung 14 für die Beaufschlagung des Prozesses mit einen Schutz- oder Aktivgas kann ebenfalls mit dem Kopplungselement 21 mechanisch verbunden sein.The sink 3 , the belt conveyor 15 , the joining device 4 and the basic material 1 are positioned in the processing station to each other, so that the base material 1 and the additional material 2 can be brought into a defined position to each other. Preferably, this is the joining device 5 with the belt conveyor 15 via a coupling element 21 mechanically coupled. A gas supply device 14 for applying the process with a protective or active gas can also with the coupling element 21 be mechanically connected.

Eine bevorzugte Ausführung der Fügevorrichtung 4 umfasst eine Scanneranlage mit einem, in 2 schematisch dargestellten Laserbearbeitungskopf 7 zur Erzeugung eines Laserstrahls 6, mit welchem das Zusatzmaterial 2 und das Grundmaterial 1 verschweißt werden.A preferred embodiment of the joining device 4 includes a scanner system with a, in 2 schematically illustrated laser processing head 7 for generating a laser beam 6 with which the additional material 2 and the basic material 1 be welded.

Der von einem (nicht dargestellten) Laser erzeugte Laserstrahl 6 wird dem Laserbearbeitungskopf 7 der Scanneranlage über ein Lichtleitkabel 8 zugeführt und über einen Kollimator 9, zumindest einen Ablenkspiegel 10 und eine Fokussierungsoptik 11 auf eine gewünschte Wechselwirkungszone 18 des Zusatzmaterials 2 mit dem Grundmaterial 1 geführt. Der Laserbearbeitungskopf 7 wird durch das Schutzglas 13 vor Verunreinigungen geschützt.The laser beam generated by a laser (not shown) 6 becomes the laser processing head 7 the scanner system via a light guide cable 8th fed and via a collimator 9 , at least one deflecting mirror 10 and a focusing optics 11 to a desired interaction zone 18 of the additional material 2 with the base material 1 guided. The laser processing head 7 is through the protective glass 13 protected against contamination.

In einem weiteren Schritt wird das Bandende des Zusatzmaterials 2 in die Bandfördereinrichtung 15 und eine justierbare Mündung 12, die ebenfalls mit dem Kopplungselement 20 mechanisch verbunden ist, eingelegt. Mittels der Bandfördereinrichtung 15 und über die justierbare Mündung 12 wird das Zusatzmaterial 2 in eine Förderrichtung 16 zum Grundmaterial 1 gefördert. Das Bandende des Zusatzmaterials 2 wird mittels der justierbaren Mündung 12 zur Wechselwirkungszone 18 und dem Grundmaterial 1 genau positioniert und ggf. mittels des Laserstrahls 6 auf dem Grundmaterial 1 fixiert.In a further step, the tape end of the additional material 2 in the belt conveyor 15 and an adjustable muzzle 12 also with the coupling element 20 mechanically connected, inserted. By means of the belt conveyor 15 and over the adjustable mouth 12 becomes the additional material 2 in a conveying direction 16 to the basic material 1 promoted. The band end of the additional material 2 becomes by means of the adjustable muzzle 12 to the interaction zone 18 and the basic material 1 accurately positioned and possibly by means of the laser beam 6 on the base material 1 fixed.

Die Bandfördereinrichtung 15 und die justierbare Mündung 12 sind so positioniert, dass das von der Spule 3 abgewickelte Zusatzmaterial 2 in einem vorgegebenen Winkel, vorzugsweise unter einem Winkel von 5° bis 60°, zur Oberfläche des Grundmaterials 1 in Förderrichtung 16 gefördert wird.The belt conveyor 15 and the adjustable muzzle 12 are positioned so that from the coil 3 unwound auxiliary material 2 at a predetermined angle, preferably at an angle of 5 ° to 60 °, to the surface of the base material 1 in the conveying direction 16 is encouraged.

Im weiteren Verfahrensablauf wird das Zusatzmaterial 2 mittels der Bandfördereinrichtung 15 weiter von der Spule 3 abgewickelt, in Förderrichtung 16 zum Grundmaterial 1 gefördert, auf das Grundmaterial 1 aufgelegt und mittels des Laserstrahls 6 der Fügevorrichtung 4 befestigt. Die Fügevorrichtung 4 und die mittels des Kopplungselementes 21 mit dieser gekoppelten weiteren Elemente werden dabei in eine entgegen zur Förderrichtung 16 verlaufenden Vorschubrichtung 17 mit einer Vorschubgeschwindigkeit VF bewegt.In the further procedure, the additional material 2 by means of the belt conveyor 15 further from the coil 3 unwound, in the conveying direction 16 to the basic material 1 promoted, on the basic material 1 applied and by means of the laser beam 6 the joining device 4 attached. The joining device 4 and by means of the coupling element 21 with this coupled further elements are doing in one opposite to the conveying direction 16 extending feed direction 17 moved at a feed rate V F.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Koordinierung der Fördergeschwindigkeit VV, mit welcher die Bandfördereinrichtung 15 das Zusatzmaterial 2 zum Grundmaterial 1 fördert, mit der Vorschubgeschwindigkeit VF. Eine Koordinierung erfolgt vorzugsweise mittels einer Steuereinheit 20 derart, dass das Auflegen und Fügen des Zusatzmaterials 2 in einem kontinuierlich ablaufendem Schritt erfolgen.Particularly advantageous is a coordination of the conveying speed V V , with which the belt conveyor 15 the additional material 2 to the basic material 1 promotes, with the feed rate V F. Coordination preferably takes place by means of a control unit 20 such that the laying and joining of the additional material 2 take place in a continuous step.

Der Laserstrahl 6 kann zum Fügen innerhalb eines Arbeitsbereiches vorzugsweise zweidimensional in einem Flächenbereich des Zusatzmaterials 2 ausgelenkt werden. Der Arbeitsbereich umfasst dabei zumindest die Breite des Zusatzmaterials 2. Innerhalb des Arbeitsbereiches der Scanneranlage kann der Laserstrahl 6 im Millisekundenbereich an jede beliebige Wechselwirkungszone 18 positioniert werden und die gewünschte Wechselwirkung zwischen Grundmaterial 1 und Zusatzmaterial 2 erzeugen.The laser beam 6 For joining within a working area, it may preferably be two-dimensional in a surface area of the additional material 2 be deflected. The work area includes at least the width of the additional material 2 , Within the working area of the scanner system, the laser beam 6 in the millisecond range to any interaction zone 18 be positioned and the desired interaction between base material 1 and additional material 2 produce.

Die Anzahl, Lage und Art der durch den Laserstrahl 6 zu erzeugenden Verbindungsnähte 19 ist, beispielsweise über entsprechende Eingaben und/oder Vorwahlmöglichkeiten in der Steuereinheit 20, frei programmierbar. Entsprechend diesen Eingaben und/oder Vorgaben wird mittels Steuerungsprogrammen der Vorschub der Fügevorrichtung 4 und die Auslenkung des Laserstrahls 6, abgestimmt auf die Fördergeschwindigkeit VV, ausgeführt. In 3 sind beispielhaft einige Varianten von Verbindungsnähten 19 dargestellt.The number, location and type of laser beam 6 to be generated seams 19 is for example via corresponding inputs and / or preselection options in the control unit 20 , freely programmable. According to these inputs and / or specifications is by means of control programs, the feed of the joining device 4 and the deflection of the laser beam 6 , tuned to the conveying speed V V , executed. In 3 are exemplary some variants of seams 19 shown.

Der Bereich der Wechselwirkungszone 18 kann zusätzlich über die Gaszuführeinrichtung 14 mit einem Schutzgas oder Aktivgas zur Prozessbeeinflussung beaufschlagt werden.The area of the interaction zone 18 can additionally via the gas supply 14 be acted upon with a protective gas or active gas for process control.

11
Grundmaterialbase material
22
Zusatzmaterialadditional material
33
SpuleKitchen sink
44
Fügevorrichtungjoining device
55
Bandtape
66
Laserstrahllaser beam
77
LaserbearbeitungskopfLaser processing head
88th
Lichtleitkabeloptical cable
99
Kollimatorcollimator
1010
Ablenkspiegeldeflecting
1111
Fokussierungsoptikfocusing optics
1212
justierbare Mündungadjustable muzzle
1313
Schutzglasprotective glass
1414
Düse für SchutzgasNozzle for inert gas
1515
BandfördereinrichtungBelt conveyor
1616
Förderrichtung Bandfördereinrichtungconveying direction Belt conveyor
1717
Vorschubrichtung Fügevorrichtungfeed direction joining device
1818
WechselwirkungszoneInteraction zone
1919
Verbindungsnähteconnecting seams
2020
Steuereinheitcontrol unit
2121
Kopplungselementcoupling element
VF V F
Fördergeschwindigkeitconveyor speed
VV V v
Vorschubgeschwindigkeitfeed rate

Claims (23)

Verfahren zur Herstellung eines Blechbauteils, insbesondere für Fahrzeugkomponenten, bei welchem auf zumindest einen partiellen Bereich eines Grundmaterials (1) ein Zusatzmaterial (2) mittels eines Fügeverfahrens befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das Zusatzmaterial (2) als auf zumindest eine Spule (3) aufgewickeltes Band (5) bereitgestellt wird, – eine Spule (3) mit dem Zusatzmaterial (2), eine Fügevorrichtung (4) zur Ausführung des Fügeverfahrens und das Grundmaterial (1) zueinander positioniert werden und – zumindest ein Bandabschnitt des Zusatzmaterials (2) von der Spule (3) abgewickelt, auf das Grundmaterial (1) aufgelegt und am Grundmaterial (1) befestigt wird.Method for producing a sheet-metal component, in particular for vehicle components, in which at least a partial area of a base material ( 1 ) an additional material ( 2 ) is fastened by means of a joining method, characterized in that - the additional material ( 2 ) than on at least one coil ( 3 ) wound up band ( 5 ), - a coil ( 3 ) with the additional material ( 2 ), a joining device ( 4 ) for performing the joining process and the base material ( 1 ) are positioned to each other and - at least one band section of the additional material ( 2 ) from the coil ( 3 ), onto the base material ( 1 ) and on the base material ( 1 ) is attached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mittels eines Schweißverfahrens am Grundmaterial (1) befestigt wird.Method according to claim 1, characterized in that the additional material ( 2 ) by means of a welding process on the base material ( 1 ) is attached. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mittels eines Laserstrahls (6) am Grundmaterial (1) befestigt wird.Method according to claim 2, characterized in that the additional material ( 2 ) by means of a laser beam ( 6 ) on the base material ( 1 ) is attached. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (6) über eine Breite und/oder eine Länge des Zusatzmaterials (2) zumindest zeitweise abgelenkt wird.Method according to claim 3, characterized in that the laser beam ( 6 ) over a width and / or a length of the additional material ( 2 ) is distracted at least temporarily. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das Zusatzmaterial (2) flächig aufgeschweißt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) is welded flat. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mit durchgehenden oder unterbrochenen geraden Nähten (9) am Rand des Zusatzmaterials (2) aufgeschweißt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) with continuous or interrupted straight seams ( 9 ) at the edge of the additional material ( 2 ) is welded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mit durchgehenden oder unterbrochenen Nähten im Bereich von Krafteinleitungspunkten aufgeschweißt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) is welded with continuous or interrupted seams in the range of force introduction points. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mit durchgehenden oder unterbrochenen gekrümmten oder schrägen Nähten (9) aufgeschweißt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) with continuous or interrupted curved or oblique seams ( 9 ) is welded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) mittels einer Bandfördereinrichtung (15) von der Spule (3) abgewickelt und mit einer Fördergeschwindigkeit zum Grundmaterial (1) transportiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) by means of a belt conveyor ( 15 ) from the coil ( 3 ) and at a conveying speed to the base material ( 1 ) is transported. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das abgewickelte Zusatzmaterial (2) auf dem Grundmaterial (1) positioniert und aufgelegt wird.A method according to claim 9, characterized in that the unwound auxiliary material ( 2 ) on the base material ( 1 ) is positioned and placed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorrichtung (4) und das Grundmaterial (1) mit dem aufgelegten Zusatzmaterial (2) mit einer Vorschubgeschwindigkeit relativ zueinander bewegt werden und dabei das Zusatzmaterial (2) auf dem Grundmaterial (1) befestigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the joining device ( 4 ) and the basic material ( 1 ) with the additional material ( 2 ) are moved relative to one another at a feed rate and thereby the additional material ( 2 ) on the base material ( 1 ) is attached. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit (VF) und die Vorschubgeschwindigkeit (VV) koordiniert werden, so dass das Auflegen und Fügen des Zusatzmaterials (2) in einem kontinuierlich ablaufendem Schritt erfolgenMethod according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that the conveying speed (V F ) and the feed rate (V V ) are coordinated, so that the Laying and joining the additional material ( 2 ) take place in a continuous step Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein definierter Bandabschnitt des abgewickelten Zusatzmaterials (2) vom Band (5) getrennt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a defined band section of the unwound auxiliary material ( 2 ) from the band ( 5 ) is separated. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Bandabschnitt des abgewickelten Zusatzmaterials (2) vom Band (5) getrennt wird, bevor dieser vollständig auf dem Grundmaterial (1) aufliegt.A method according to claim 13, characterized in that the defined band portion of the unwound auxiliary material ( 2 ) is separated from the tape (5) before it is completely on the base material ( 1 ) rests. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spulen (3) mit als Band (5) aufgewickeltem Zusatzmaterial (2) aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder Dicke und/oder Breite bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of coils ( 3 ) with additional material wound up as band (5) ( 2 ) made of different materials and / or thickness and / or width. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Grundmaterial (1) mehrere Zusatzmaterialien (2) befestigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on a base material ( 1 ) several additional materials ( 2 ) are attached. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundmaterial (1) eine Blechplatine, ein abgeformtes Blech oder ein Hohlprofil verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as base material ( 1 ) a sheet metal blank, a molded sheet or a hollow profile is used. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundmaterial (1) eine Blechplatine, ein abgeformtes Blech oder ein Hohlprofil aus einem Stahlblech, insbesondere aus einem martensitisch härtbaren Stahlblech verwendet wird.Method according to claim 17, characterized in that as basic material ( 1 ) a sheet metal blank, a molded sheet or a hollow profile of a steel sheet, in particular of a martensitic curable steel sheet is used. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundmaterial (1) eine Blechplatine, ein abgeformtes Blech oder ein Hohlprofil aus einem Stahlblech, insbesondere aus einem martensitisch gehärtetem Stahlblech verwendet wird.Method according to claim 18, characterized in that as basic material ( 1 ) a sheet metal blank, a molded sheet or a hollow profile of a steel sheet, in particular of a martensitic hardened steel sheet is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmaterial (2) Stahlblech, insbesondere martensitisch gehärtetes Stahlblech verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as additional material ( 2 ) Steel sheet, in particular martensitic hardened steel sheet is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmaterial (2) Stahlblech, insbesondere martensitisch hartbares Stahlblech verwendet wird.Method according to one of the preceding claims 1 to 19, characterized in that as additional material ( 2 ) Sheet steel, in particular martensitic hard steel sheet is used. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) beim Aufschweißen gehärtet wird.A method according to claim 21, characterized in that the additional material ( 2 ) is hardened during welding. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (2) beim Schweißen mit einem Schutz- oder Aktivgas beaufschlagt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional material ( 2 ) is applied during welding with a protective or active gas.
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