DE102022113790A1 - Method for joining components and components - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them

Abstract

Verfahren zum Fügen von Bauteilen,umfassend die Schritte:- Bereitstellen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, wobei die Bauteile Fügeflächen aufweisen, welche einen Fügespalt formen, wenn die Bauteile aneinander angeordnet oder befestigt sind;- Vermessen der ersten Fügefläche und/oder der zweiten Fügefläche zur Bestimmung der Form oder Geometrie des Fügespalts;- Aufbringen von Fügemittel auf die erste Fügefläche und/oder die zweite Fügefläche in Abhängigkeit der Form oder Geometrie des Fügespalts;- Anordnen der Bauteile aneinander.Method for joining components, comprising the steps: - Providing a first component and a second component, the components having joining surfaces which form a joining gap when the components are arranged or fastened to one another; - Measuring the first joining surface and / or the second Joining surface for determining the shape or geometry of the joining gap; - Applying joining agent to the first joining surface and / or the second joining surface depending on the shape or geometry of the joining gap; - Arranging the components together.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen sowie eine Komponente.The present invention relates to a method for joining components and a component.

Das stoffschlüssige Verbinden von Bauteilen mittels Kleben ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Eine Herausforderung bei dieser Verbindungstechnik stellt die Bereitstellung der optimalen Klebstoffmenge dar. So darf diese nicht zu gering sein, da sonst die Klebeflächen ggf. nicht ausreichend benetzt werden. Sie darf aber auch nicht zu groß sein, damit kein Klebstoff verschwendet wird oder Flächen/Bereiche benetzt werden, welche dafür nicht vorgesehen sind. Das Gesagte gilt analog und entsprechend beispielsweise auch dann, wenn zwischen Bauteilen eine Vergussmasse eingebracht wird, wie beispielsweise eine Wärmeleitvergussmasse etc.The cohesive connection of components using adhesive bonding is generally known from the prior art. A challenge with this connection technology is the provision of the optimal amount of adhesive. This must not be too small, otherwise the adhesive surfaces may not be sufficiently wetted. However, it must not be too large so that no adhesive is wasted or surfaces/areas are wetted that are not intended for this. What has been said applies analogously and accordingly, for example, if a casting compound is introduced between components, such as a heat-conducting casting compound, etc.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen sowie eine Komponente anzugeben, welche die bekannten Verfahren zum Fügen von Bauteilen weiterentwickeln und untere anderem hoch qualitative Klebeverbindungen ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide a method for joining components and a component which further develop the known methods for joining components and, among other things, enable high-quality adhesive connections.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Komponente gemäß Anspruch 11 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a component according to claim 11. Further advantages and features result from the subclaims as well as the description and the attached figures.

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen die Schritte:

  • - Bereitstellen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, wobei die Bauteile Fügeflächen aufweisen, welche einen Fügespalt formen, wenn die Bauteile aneinander angeordnet oder befestigt sind;
  • - Vermessen der ersten Fügefläche und/oder der zweiten Fügefläche zur Bestimmung der Form oder Geometrie des Fügespalts;
  • - Aufbringen von Fügemittel auf die erste Fügefläche und/oder die zweite Fügefläche in Abhängigkeit der Form oder Geometrie des Fügespalts;
  • - Anordnen der Bauteile aneinander.
Zweckmäßigerweise wird vorliegend über das Vermessen ermöglicht, das Realvolumen des Fügespalts zu ermitteln, wodurch die Fügemittelmenge ideal an dieses angepasst werden kann. Es kann also erreicht werden, dass weder zu viel noch zu wenig Fügemittelmenge aufgebracht wird. Stattdessen kann die Fügemittelmenge so bemessen werden, dass der Fügespalt optimal gefüllt ist. Dies führt dazu, dass beim Befestigen der Bauteile aneinander kein überschüssiges Fügemittel aus dem Fügespalt herausgedrückt wird (sofern dies die Geometrie des Fügespalts überhaupt zulässt). Daneben kann aber auch sichergestellt werden, dass die Fügeflächen vollständig benetzt sind. Dies erspart auch den Einsatz teurer Analysemethoden. So ist es aufwändig bzw. in der Regel oft auch nur mit zerstörenden Prüfmethoden möglich, die Verteilung des Fügemittels im Fügespalt nach dem Fügen der Bauteile aneinander zu überprüfen. Je nach Ausführungsform des Verfahrens, kann es ausreichen, entweder die erste oder die zweite Fügefläche zu vermessen. Wird nur eine Fügefläche vermessen, wird für die jeweils andere Fügefläche beispielsweise eine Referenzform oder Referenzgeometrie angenommen. Dies kann insbesondere dann zielführend sein, wenn eine der Fügeflächen eine Form oder Geometrie aufweist, welche gut beherrschbar ist bzw. bei welcher über die Produktion sichergestellt werden kann, dass diese exakt oder zumindest relativ exakt den Soll-Vorgaben/Soll-Maßen entspricht.According to the invention, a method for joining components comprises the steps:
  • - Providing a first component and a second component, the components having joining surfaces which form a joining gap when the components are arranged or fastened to one another;
  • - Measuring the first joining surface and/or the second joining surface to determine the shape or geometry of the joining gap;
  • - Applying joining agent to the first joining surface and/or the second joining surface depending on the shape or geometry of the joining gap;
  • - Arranging the components together.
In the present case, the measurement makes it expediently possible to determine the real volume of the joining gap, whereby the amount of joining agent can be ideally adapted to this. It can therefore be achieved that neither too much nor too little amount of joining agent is applied. Instead, the amount of joining agent can be measured so that the joining gap is optimally filled. This means that when the components are fastened to one another, no excess joining agent is pressed out of the joining gap (if the geometry of the joining gap allows this at all). In addition, it can also be ensured that the joining surfaces are completely wetted. This also saves the use of expensive analysis methods. It is therefore time-consuming and often only possible using destructive testing methods to check the distribution of the joining agent in the joining gap after the components have been joined to one another. Depending on the embodiment of the method, it may be sufficient to measure either the first or the second joining surface. If only one joining surface is measured, a reference shape or reference geometry is assumed for the other joining surface. This can be particularly useful if one of the joining surfaces has a shape or geometry that can be easily controlled or in which production can ensure that it corresponds exactly or at least relatively exactly to the target specifications/target dimensions.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fügeflächen insbesondere Klebeflächen, der Fügespalt entsprechend ein Klebespalt. Unter dem Ausdruck „Fügen“ ist also insbesondere ein stoffschlüssiges Fügeverfahren zu verstehen, wie das Kleben. Daneben können Bauteile aber auch über Fügemittel aneinander angeordnet werden, wobei das „Befestigen“ hierbei nicht im Vordergrund steht. Damit ist zum Beispiel der Fall gemeint, wenn zwischen zwei Bauteilen eine Vergussmasse, wie eine Wärmeleitvergussmasse angeordnet/eingebracht wird. Das Fügemittel ist dann die Vergussmasse. Die Bauteile sind über diese ebenfalls stoffschlüssig gefügt. Die Befestigung steht hierbei aber nicht im Vordergrund. Das Fügemittel kann auch ein Dämpfungsmaterial, ein Akustikschaum, eine Anti-Vibrationsmaterial etc. sein, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.According to a preferred embodiment, the joining surfaces are in particular adhesive surfaces, and the joining gap is correspondingly an adhesive gap. The term “joining” means in particular a material joining process, such as gluing. In addition, components can also be arranged together using joining means, although “fastening” is not the focus here. This refers, for example, to the case when a casting compound, such as a heat-conducting casting compound, is arranged/introduced between two components. The joining agent is then the casting compound. The components are also joined together in a materially bonded manner. However, the fastening is not the focus here. The joining agent can also be a damping material, an acoustic foam, an anti-vibration material, etc., although this list is not intended to be exhaustive.

Grundsätzlich sei erwähnt, dass die Fügeflächen in der Regel zweckmäßigerweise ebene oder planare Flächen sind, welche allerdings aufgrund von Produktions- und Fertigungstoleranzen etc. eine Rauigkeit, Unebenheit oder Welligkeit etc. aufweisen, welche dazu führen kann, dass der Fügespalt in einem Bereich ggf. etwas dünner ausfällt als in einem anderen Bereich. Die Unterschiede liegen hierbei ggf. im Bereich weniger Zehntel Millimeter. Bereits diese geringen Abweichungen führen aber dazu, dass die Fügemittelmenge angepasst werden sollte. Genau dies ist vorliegend über das Verfahren möglich, da der Fügespalt über das Vermessen der ersten und/oder der zweiten Fügefläche erfasst werden kann.Basically, it should be mentioned that the joining surfaces are usually expediently flat or planar surfaces, which, however, due to production and manufacturing tolerances, etc., have roughness, unevenness or waviness, etc., which can lead to the joining gap possibly being larger in one area. is a little thinner than in another area. The differences may be in the range of a few tenths of a millimeter. However, even these small deviations mean that the amount of joining agent should be adjusted. This is exactly what is possible in the present case using the method, since the joining gap can be detected by measuring the first and/or the second joining surface.

Bei dem Fügemittel handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um einen flüssigen oder pastösen Klebstoff, welcher auf die erste und/oder die zweite Fügefläche, insbesondere Klebefläche, aufgebracht wird. Wie bereits erwähnt, kann das Fügemittel auch ein alternativer Stoff, wie eine Wärmeleitvergussmasse oder dergleichen sein. Das Fügemittel kann auch ein schaumartiges Material sein.According to a preferred embodiment, the joining agent is a liquid or pasty adhesive which is applied to the first and/or the second joining surface, in particular the adhesive surface. As already mentioned, the joining agent can also be an alternative material, such as a thermally conductive casting compound or the like. The joining agent can also be a foam-like material.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Bauteile Kontaktflächen zum aneinander Anordnen der Bauteile auf. Der Fügespalt wird geformt oder gebildet, wenn die Kontaktflächen der Bauteile einander berühren, die Bauteile also aneinander angeordnet sind. Alternativ kann der Fügespalt auch über die Anordnung oder Positionierung der Bauteile zueinander eingestellt werden. Nach dem Aufbringen des Fügemittels werden die Bauteile aneinander angeordnet. Hierbei werden die Bauteile mit einer bevorzugt festgelegten Kraft verpresst. Der Fügespalt ergibt sich nicht „automatisch“ über das Kontaktieren der Bauteile an den Kontaktstellen, sondern über die Kraft beim Verpressen der Bauteile. Der Fügespalt wird hierbei beispielsweise maschinell auf ein bestimmtes Maß eingestellt.According to one embodiment, the components have contact surfaces for arranging the components together. The joining gap is shaped or formed when the contact surfaces of the components touch each other, i.e. the components are arranged next to one another. Alternatively, the joining gap can also be adjusted via the arrangement or positioning of the components relative to one another. After applying the joining agent, the components are arranged together. The components are pressed with a preferably defined force. The joining gap does not arise “automatically” from the components making contact at the contact points, but rather from the force when the components are pressed. The joining gap is set to a certain size by machine, for example.

Über die Kontaktflächen kontaktieren sich die beiden Bauteile im Fügezustand. Im Bereich der Kontaktflächen können auch weitere Befestigungselemente vorgesehen sein, wie insbesondere form- und/oder kraftschlüssige Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben. Die beiden Bauteile können auch hier über eine stoffschlüssige Verbindung aneinander befestigt werden. Die Befestigung kann auch nur über den Fügespalt erfolgen.The two components contact each other in the joined state via the contact surfaces. In the area of the contact surfaces, further fastening elements can also be provided, such as in particular positive and/or non-positive fastening elements, such as screws. Here too, the two components can be attached to one another via a material connection. Fastening can also only be done via the joining gap.

Der Fügespalt weist beispielsweise eine Höhe in einem Bereich von etwa 0,5-0,9 mm auf.The joining gap, for example, has a height in a range of approximately 0.5-0.9 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Ermitteln des dreidimensionalen Oberflächenprofils der ersten Fügefläche und/oder der zweiten Fügefläche.
Über das dreidimensionale Oberflächenprofil der ersten und/oder der zweiten Fügefläche kann die Form oder Geometrie des Fügespalts bestimmt oder errechnet werden. Der Ausdruck „Oberflächenprofil“ umfasst insbesondere ein Höhenprofil, womit vorliegend gemeint ist, dass zweckmäßigerweise zu jedem Punkt in der Ebene/Fügefläche ein z-Wert vorhanden ist. Eine etwaige Welligkeit, Rauigkeit bzw. allgemein die Geometrie der Fügefläche kann somit optimal erfasst und zur Bestimmung des Volumens des Fügespalts verwendet werden. Wie bereits erwähnt, kann für eine Fügefläche auch ein „ideales“ Oberflächenprofil angenommen werden, dies kann die Taktzeit des Verfahrens verringern, da der Messaufwand geringer ist.According to a preferred embodiment, the method comprises the step:
  • - Determining the three-dimensional surface profile of the first joining surface and/or the second joining surface.
The shape or geometry of the joining gap can be determined or calculated via the three-dimensional surface profile of the first and/or the second joining surface. The term “surface profile” includes in particular a height profile, which in the present case means that a z-value is expediently present for every point in the plane/joining surface. Any waviness, roughness or generally the geometry of the joining surface can thus be optimally recorded and used to determine the volume of the joining gap. As already mentioned, an “ideal” surface profile can also be assumed for a joining surface; this can reduce the cycle time of the process because the measurement effort is lower.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Aufteilen der ersten Fügefläche und/oder der zweiten Fügefläche in Teilflächen und Vermessen der Teilflächen.
Die Teilflächen können dadurch erzeugt werden, dass über die erste und/oder die zweite Fügefläche ein Raster gelegt wird, sodass beispielsweise viereckige, insbesondere rechteckige oder quadratische, Teilflächen gebildet werden.According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Dividing the first joining surface and/or the second joining surface into partial areas and measuring the partial areas.
The partial areas can be generated by placing a grid over the first and/or the second joining surface, so that, for example, quadrangular, in particular rectangular or square, partial areas are formed.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Ermitteln von Teilvolumina auf Basis der Teilflächen.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Fügespalt in die vorgenannten Teilvolumina aufgeteilt. Für die einzelnen Teilvolumina kann über einen geeigneten Algorithmus die ideale Fügemittelmenge berechnet werden. Beim Auftragen des Fügemittels, welches bevorzugt maschinell erfolgt, kann, da die Lage der jeweiligen Teilflächen bekannt ist, für jede Teilfläche die richtige Fügemittelmenge aufgebracht werden. Abhängig davon, ob das vorgenannte Raster eher gröber oder eher feiner ist, kann die Qualität des Verfahrens beeinflusst werden. Zu berücksichtigen ist an dieser Stelle, dass, wie bereits erwähnt, die erste und/oder die zweite Fügefläche zwar typischerweise als ebene oder planare Fläche ausgebildet ist. Es muss sich dabei aber nicht um eine Fläche handeln, welche durch ein Bauteil gebildet ist. Stattdessen kann die Fläche ihrerseits durch eine Vielzahl von Bauteilen gebildet sein. Werden mehrere Bauteile, wie beispielsweise eine Reihe von prismatischen Batteriezellen, aneinander angeordnet, so können deren Außenflächen eine Fügefläche formen. An den Bereichen, wo sich die Batteriezellen berühren oder kontaktieren, entstehen kleine Spalte. Diese beeinflussen den Fügespalt und können vorliegend über das Messverfahren erfasst und beim Aufbringen der Fügemittelmenge berücksichtigt werden. Hierzu kann es auch vorteilhaft sein, das vorgenannte Raster an die Geometrie der Fügefläche anzupassen. Das Raster muss also nicht gleichmäßig sein, sondern kann unterschiedlich große Teilflächen aufweisen. Somit ist es beispielsweise möglich, im Bereich der vorgenannten Spalte Teilflächen vorzusehen, um dort das reale Volumen des Fügespalts zu erfassen.According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Determination of partial volumes based on the partial areas.
According to one embodiment, the joining gap is divided into the aforementioned partial volumes. The ideal amount of joining agent can be calculated for the individual partial volumes using a suitable algorithm. When applying the joining agent, which is preferably done mechanically, since the position of the respective partial areas is known, the correct amount of joining agent can be applied for each partial area. Depending on whether the aforementioned grid is coarser or finer, the quality of the process can be influenced. It should be taken into account at this point that, as already mentioned, the first and/or the second joining surface is typically designed as a flat or planar surface. However, it does not have to be a surface that is formed by a component. Instead, the surface can in turn be formed by a large number of components. If several components, such as a row of prismatic battery cells, are arranged next to one another, their outer surfaces can form a joining surface. Small gaps appear in the areas where the battery cells touch or contact each other. These influence the joining gap and can be recorded using the measuring method and taken into account when applying the amount of joining agent. For this purpose, it can also be advantageous to adapt the aforementioned grid to the geometry of the joining surface. The grid does not have to be uniform, but can have partial areas of different sizes. It is therefore possible, for example, to provide partial areas in the area of the aforementioned gap in order to record the real volume of the joining gap there.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Verwenden eines optischen Verfahrens zum Vermessen der ersten und oder der zweiten Fügefläche.
Optische Verfahren zeichnen sich insbesondere durch ihre Schnelligkeit und Exaktheit aus. Zudem wird der Prüfling nicht in irgendeiner Art und Weise mechanisch beeinflusst.According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Using an optical method to measure the first and/or the second joining surface.
Optical processes are particularly characterized by their speed and accuracy. In addition, the test specimen is not mechanically influenced in any way.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Verwenden eines Triangulationsverfahrens zum Bestimmen der Form oder Geometrie oder zum Ermitteln des Oberflächenprofils.
Die Triangulation ist eine geometrische Methode der optischen Abstandsmessung durch genaue Winkelmessung innerhalb von Dreiecken. Zum Realisieren dieser Methode sind geeignete Werkzeuge bereits bekannt. Typischerweise werden sogenannte Triangulationssensoren verwendet.According to a preferred embodiment, the method comprises the step:
  • - Using a triangulation method to determine the shape or geometry or to determine the surface profile.
Triangulation is a geometric method of optical distance measurement through precise angle measurement within triangles. Suitable tools for implementing this method are already known. So-called triangulation sensors are typically used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Verwenden eines Liniensensors, insbesondere also eines Lasertriangulationssensors, welcher als Liniensensor ausgebildet ist.
Hierbei projetziert ein Laser eine kontinuierliche Lichtlinie. Indem vorliegend die erste und/oder die zweite Fügefläche entlang einer Förderrichtung bewegt wird, kann so schnell und effektiv eine 3D-Punktwolke der Oberfläche ermittelt werden.According to a preferred embodiment, the method comprises the step:
  • - Using a line sensor, in particular a laser triangulation sensor, which is designed as a line sensor.
A laser projects a continuous line of light. In the present case, by moving the first and/or the second joining surface along a conveying direction, a 3D point cloud of the surface can be determined quickly and effectively.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Regeln des Auftrags des Fügemittels in Abhängigkeit der Form oder Geometrie des Fügespalts, sodass das Fügemittelvolumen an das Volumen des Fügespalts angepasst ist.
Zum Regeln des Fügemittelauftrags kann der Massenstrom beim Aufbringen des Fügemittels und/oder die Auftragsgeschwindigkeit (beispielsweise bei konstantem Massenstrom) geregelt werden. Die Geometrie der ersten oder der zweiten Fügefläche wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einem entsprechenden Kamerasystem vermessen. Aus den Messdaten wird das Realvolumen jedes Fügespalts in den Teilvolumina oder Messkacheln berechnet. Aus dem Realvolumen jedes Fügespalts in den Teilvolumina/Messkacheln wird für die Teilvolumina ein ideales Klebebild mit individuellen Klebebahnen durch eine Software berechnet. Entsprechende Vorrichtungen zum Kleben, auch Klebeanlagen genannt, übertragen die individuellen Klebebahnen auf die erste und/oder die zweite Fügefläche. Anschließend werden die Bauteile verklebt.According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Regulating the application of the joining agent depending on the shape or geometry of the joining gap, so that the joining agent volume is adapted to the volume of the joining gap.
To regulate the application of the joining agent, the mass flow when applying the joining agent and/or the application speed (for example at a constant mass flow) can be regulated. According to a preferred embodiment, the geometry of the first or second joining surface is measured with a corresponding camera system. The real volume of each joining gap in the partial volumes or measuring tiles is calculated from the measurement data. From the real volume of each joint gap in the partial volumes/measuring tiles, an ideal adhesive pattern with individual adhesive strips is calculated for the partial volumes by software. Corresponding devices for gluing, also called gluing systems, transfer the individual adhesive strips to the first and/or the second joining surface. The components are then glued together.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Serpentinen- oder bahnförmiges Aufbringen des Fügemittels.
Es hat sich gezeigt, dass damit besonders kurze Taktzeiten realisiert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein punktweises Aufbringen des Fügemittels vorteilhaft sein.According to a preferred embodiment, the method comprises the step:
  • - Serpentine or strip-shaped application of the joining agent.
It has been shown that particularly short cycle times can be achieved. Alternatively or additionally, point-by-point application of the joining agent can also be advantageous.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Bauteil ein Batteriemodul. Ein derartiges Batteriemodul umfasst eine Vielzahl von einzelnen Batterien, welche zu dem Batteriemodul verschaltet sind. Typische Bauformen der einzelnen Batterien sind dabei beispielsweise Batterien mit prismatischen Gehäusen oder auch sogenannte Rundzellen. Bei dem zweiten Bauteil handelt es sich gemäß einer Ausführungsform um ein Wärmeleitblech, welches an das Batteriemodul bzw. die erste Kontaktfläche geklebt wird. Ein derartiges Wärmeleitblech oder Wärmeelement wird beispielsweise in einem anschließenden Schritt an einem geeigneten Kühlelement angeordnet.According to a preferred embodiment, the first component is a battery module. Such a battery module includes a large number of individual batteries, which are connected to the battery module. Typical designs of the individual batteries are, for example, batteries with prismatic housings or so-called round cells. According to one embodiment, the second component is a heat-conducting plate which is glued to the battery module or the first contact surface. Such a heat-conducting plate or heat element is arranged, for example, in a subsequent step on a suitable cooling element.

Die Erfindung betrifft auch eine Komponente, umfassend zumindest zwei Bauteile, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aneinander gefügt sind.The invention also relates to a component comprising at least two components which are joined together using the method according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente ein elektrischer Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs oder für ein Kraftfahrzeug. Typische Kraftfahrzeuge sind vorliegend insbesondere Landfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, Krafträder oder auch Nutzfahrzeuge. Ein derartiger elektrischer Energiespeicher kommt bevorzugt als Traktionsbatterie für teil- oder vollelektrisch betriebene Fahrzeuge zum Einsatz. Die Komponente umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein erstes Bauteil, welches beispielsweise ein Batteriemodul ist, welches seinerseits eine Vielzahl von Batterien umfasst. Das Batteriemodul weist eine erste Kontaktfläche auf, welche mit einer zweiten Kontaktfläche eines zweiten Bauteils verklebt ist. Die zweite Kontaktfläche kann beispielsweise durch einen Kühler oder ein Kühlelement bereitgestellt sein, alternativ auch durch ein Wärmeleitelement oder Wärmeübertragungselement, welches zwischen dem Batteriemodul und dem vorgenannten Kühler befestigt ist.According to a preferred embodiment, the component is an electrical energy storage device of a motor vehicle or for a motor vehicle. Typical motor vehicles in this case are, in particular, land vehicles, such as passenger cars, motorcycles or commercial vehicles. Such an electrical energy storage device is preferably used as a traction battery for partially or fully electric vehicles. According to a preferred embodiment, the component comprises a first component, which is, for example, a battery module, which in turn comprises a plurality of batteries. The battery module has a first contact surface which is glued to a second contact surface of a second component. The second contact surface can be provided, for example, by a cooler or a cooling element, alternatively also by a heat-conducting element or heat transfer element, which is fastened between the battery module and the aforementioned cooler.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen des Verfahrens mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Further advantages and features result from the following description of embodiments of the method with reference to the attached figures.

Es zeigen:

  • 1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Komponente;
  • 2: eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Komponente;
  • 3: eine Skizze zur Veranschaulichung des Messvorgangs.
Show it:
  • 1 : a schematic view of an embodiment of a component;
  • 2 : another schematic view of an embodiment of a component;
  • 3 : a sketch to illustrate the measuring process.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Komponente, umfassend ein erstes Bauteil 1 sowie ein zweites Bauteil 2. Das erste Bauteil 1 weist eine erste Fügefläche 12 auf. Das zweite Bauteil 2 weist eine zweite Fügefläche 22 auf. Sind die Bauteile 1 und 2 über ihre Kontaktflächen 10 und 20 aneinander angeordnet, wird über die erste Fügefläche 12 und die zweite Fügefläche 22 ein Fügespalt geformt, wie in der 2 skizziert. 1 shows an embodiment of a component, comprising a first component 1 and a second component 2. The first component 1 has a first joining surface 12. The second component 2 has a second joining surface 22. If the components 1 and 2 are arranged together via their contact surfaces 10 and 20, a joining gap is formed over the first joining surface 12 and the second joining surface 22, as in the 2 sketched.

2 zeigt die im Wesentlichen aus der 1 bekannte Ausführungsform einer Komponente, wobei das erste Bauteil 1 am zweiten Bauteil 2 angeordnet ist. In der rechten unteren Bildhälfte ist ein Detail vergrößert dargestellt. Zu erkennen ist das erste Bauteil 1, welches die erste Fügefläche 12 aufweist. Weiterhin ist das zweite Bauteil 2 mit seiner zweiten Fügefläche 22 skizziert. Die Fügeflächen 12 bzw. 22 formen den Fügespalt 30. Deutlich werden soll hierbei, dass der Fügespalt keine gleichbleibende Dicke aufweist, sondern stark von der Geometrie der Fügeflächen 12 bzw. 22 beeinflusst wird. Mit anderen Worten ist der Fügespalt 30 nicht gleichbleibend dick. Dies wird zweckmäßigerweise vorliegend über das Vermessen der ersten und/oder der zweiten Fügefläche erfasst. 2 shows the essentially from the 1 known embodiment of a component, wherein the first component 1 is arranged on the second component 2. A detail is shown enlarged in the lower right half of the picture. The first component 1, which has the first joining surface 12, can be seen. Furthermore, the second component 2 with its second joining surface 22 is sketched. The joining surfaces 12 and 22 form the joining gap 30. It should be clear here that the joining gap does not have a constant thickness, but is strongly influenced by the geometry of the joining surfaces 12 and 22. In other words, the joining gap 30 is not consistently thick. This is expediently recorded in the present case by measuring the first and/or the second joining surface.

3 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens, wobei insbesondere der Messvorgang skizziert wird. Eine zweite Fügefläche 22 eines zweiten Bauteils 2 wird entlang einer Förderrichtung F, wie durch den Pfeil skizziert, relativ zu einer Messvorrichtung 40 verfahren. Bei der Messvorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung, welche ausgelegt und eingerichtet ist, ein Triangulationsverfahren durchzuführen, womit beispielsweise ein Oberflächenprofil der zweiten Fügefläche erfasst werden kann. Schematisch dargestellt ist, dass dieses vorliegend in ein Messraster eingeteilt ist. Dieses kann dazu verwendet werden, um das Aufbringen der Fügemittelmenge zu steuern. Für jede Teilfläche wird vorliegend die ideale Fügemittelmenge berechnet. Über eine entsprechende Klebeeinlage kann so für die zweite Kontaktfläche 22 eine individuelle Klebebahn ermittelt werden. Die hier skizzierte Messvorrichtung 14 weist einen Triangulationssensor auf, bzw. mehrere, welcher als Liniensensor aufgebaut ist. Über das Verfahren des zweiten Bauteils 2 entlang der Förderrichtung kann so sehr schnell die Oberfläche der zweiten Kontaktfläche ermittelt werden. 3 shows an embodiment of the method, in particular the measuring process being outlined. A second joining surface 22 of a second component 2 is moved relative to a measuring device 40 along a conveying direction F, as outlined by the arrow. The measuring device is a device which is designed and set up to carry out a triangulation method, with which, for example, a surface profile of the second joining surface can be recorded. It is shown schematically that this is divided into a measuring grid. This can be used to control the application of the amount of joining agent. The ideal amount of joining agent is calculated for each partial area. Using a corresponding adhesive insert, an individual adhesive strip can be determined for the second contact surface 22. The measuring device 14 outlined here has one or more triangulation sensors, which are designed as line sensors. By moving the second component 2 along the conveying direction, the surface of the second contact surface can be determined very quickly.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
erstes Bauteilfirst component
22
zweites Bauteilsecond component
1010
erste Kontaktflächefirst contact surface
1212
erste Fügeflächefirst joining surface
2020
zweite Kontaktflächesecond contact surface
2222
zweite Fügeflächesecond joining surface
3030
Fügespaltjoining gap
4040
MessvorrichtungMeasuring device
FF
FörderrichtungDirection of conveyance

Claims (12)

Verfahren zum Fügen von Bauteilen (1, 2), umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines ersten Bauteils (1) und eines zweiten Bauteils (2), wobei die Bauteile (1, 2) Fügeflächen (12, 22) aufweisen, welche einen Fügespalt (30) formen, wenn die Bauteile (1, 2) aneinander angeordnet oder befestigt sind; - Vermessen der ersten Fügefläche (12) und/oder der zweiten Fügefläche (22) zur Bestimmung der Form oder Geometrie des Fügespalts (30); - Aufbringen von Fügemittel auf die erste Fügefläche (12) und/oder die zweite Fügefläche (22) in Abhängigkeit der Form oder Geometrie des Fügespalts (30); - Anordnen der Bauteile (1, 2) aneinander.Method for joining components (1, 2), comprising the steps: - Providing a first component (1) and a second component (2), the components (1, 2) having joining surfaces (12, 22) which form a joining gap (30) when the components (1, 2) are arranged next to one another or are attached; - Measuring the first joining surface (12) and/or the second joining surface (22) to determine the shape or geometry of the joining gap (30); - Applying joining agent to the first joining surface (12) and/or the second joining surface (22) depending on the shape or geometry of the joining gap (30); - Arranging the components (1, 2) together. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt: - Ermitteln des dreidimensionalen Oberflächenprofils der ersten Fügefläche (12) und/oder der zweiten Fügefläche (22).Procedure according to Claim 1 , comprising the step: - Determining the three-dimensional surface profile of the first joining surface (12) and / or the second joining surface (22). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend den Schritt: - Aufteilen der ersten Fügefläche (12) und/oder der zweiten Fügefläche (22) in Teilflächen und Vermessen der Teilflächen.Procedure according to Claim 1 or 2 , comprising the step: - dividing the first joining surface (12) and/or the second joining surface (22) into partial areas and measuring the partial areas. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend den Schritt: - Ermitteln von Teilvolumina auf Basis der Teilflächen.Procedure according to Claim 3 , comprising the step: - Determining partial volumes based on the partial areas. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verwenden eines optischen Verfahrens zum Vermessen.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Using an optical method for measuring. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verwenden eines Triangulationsverfahrens zum Bestimmen der Form oder Geometrie oder zum Ermitteln des Oberflächenprofils.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Using a triangulation method to determine the shape or geometry or to determine the surface profile. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend den Schritt: - Verwenden eines Liniensensors.Procedure according to Claim 6 , comprising the step: - Using a line sensor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Regeln des Fügemittelauftrags in Abhängigkeit der Form oder Geometrie des Fügespalts, sodass das Fügemittelvolumen an das Volumen des Fügespalts angepasst ist.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Controlling the application of the joining agent depending on the shape or geometry of the joining gap, so that the joining agent volume is adapted to the volume of the joining gap. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Serpentinen- oder bahnförmiges Aufbringen des Fügemittels.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Serpentine or strip-shaped application of the joining agent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (1) ein Batteriemodul ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first component (1) is a battery module. Komponente, umfassend zumindest zwei Bauteile, aneinander gefügt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Component, comprising at least two components, joined together according to a method according to one of the preceding claims. Komponente nach Anspruch 11, wobei die Komponente ein elektrischer Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs ist.Component after Claim 11 , where the component is an electrical energy storage device of a motor vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011011545A1 (en) 2011-02-17 2012-08-23 Yaskawa Europe Gmbh Method for supplying fluid e.g. adhesive substance, into joint, involves guiding nozzle by robot along joint, and controlling discharge velocity of fluid based on width, depth and/or grouting depth of joint and/or moving velocity of nozzle
DE102018107169A1 (en) 2018-03-26 2019-09-26 Illinois Tool Works Inc. Apparatus and method for applying adhesive

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