DE-102021105211-B4 - Verfahren zum Betreiben einer Anlage für das automatisierte Anmischen und Applizieren eines mehrkomponentigen Wärmeleitmediums

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Anlage (100) für das automatisierte Anmischen und Applizieren eines aus mehreren Komponenten (K1, K2) bestehenden Wärmeleitmediums (M) bei der Fertigung von Batterien (B), wobei die Anlage (100) eine stationäre Mischvorrichtung (110) zum Anmischen des Wärmeleitmediums (M) und einen Roboter (120) mit einer Applikationseinrichtung (130) zum Applizieren des Wärmeleitmediums (M) aufweist, wobei das Verfahren folgende sich wiederholende Schritte umfasst: - Bewegen der Applikationseinrichtung (130) zur stationären Mischvorrichtung (110), wo die Applikationseinrichtung (130) einen Vorrat an angemischtem Wärmeleitmedium (M) aufnimmt; - Bewegen der Applikationseinrichtung (130) zu einem Fertigungsbereich (W) für die Batterien (B), wo das angemischte Wärmeleitmedium (M) bei der Fertigung der Batterien (B) appliziert wird; dadurch gekennzeichnet, dass zum einen beim Anmischen des Wärmeleitmediums (M) die Mischvorrichtung (110) stets mit den gleichen Mischeinstellungen und mit der gleichen Mischgeschwindigkeit betrieben wird und dass zum anderen beim Applizieren des angemischten Wärmeleitmediums (M) die Ausbringgeschwindigkeit variiert wird, was keinen nachteiligen Einfluss auf die Mischgüte des Wärmeleitmediums (M) hat.

Inventors

• Erich Lehner
• Marc Gormanns
• Claus Walter
• Arnd Hemmerlein

Assignees

• AUDI AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20210304

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben einer Anlage (100) für das automatisierte Anmischen und Applizieren eines aus mehreren Komponenten (K1, K2) bestehenden Wärmeleitmediums (M) bei der Fertigung von Batterien (B), wobei die Anlage (100) eine stationäre Mischvorrichtung (110) zum Anmischen des Wärmeleitmediums (M) und einen Roboter (120) mit einer Applikationseinrichtung (130) zum Applizieren des Wärmeleitmediums (M) aufweist, wobei das Verfahren folgende sich wiederholende Schritte umfasst: - Bewegen der Applikationseinrichtung (130) zur stationären Mischvorrichtung (110), wo die Applikationseinrichtung (130) einen Vorrat an angemischtem Wärmeleitmedium (M) aufnimmt; - Bewegen der Applikationseinrichtung (130) zu einem Fertigungsbereich (W) für die Batterien (B), wo das angemischte Wärmeleitmedium (M) bei der Fertigung der Batterien (B) appliziert wird; dadurch gekennzeichnet , dass zum einen beim Anmischen des Wärmeleitmediums (M) die Mischvorrichtung (110) stets mit den gleichen Mischeinstellungen und mit der gleichen Mischgeschwindigkeit betrieben wird und dass zum anderen beim Applizieren des angemischten Wärmeleitmediums (M) die Ausbringgeschwindigkeit variiert wird, was keinen nachteiligen Einfluss auf die Mischgüte des Wärmeleitmediums (M) hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Anmischen des Wärmeleitmediums (M) in der stationären Mischvorrichtung (110) bedarfsweise erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Ausbringgeschwindigkeit während eines Appliziervorgangs abnimmt, also zu Beginn hoch ist und am Ende niedrig ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die abnehmende Ausbringgeschwindigkeit durch eine entsprechende Drucksteuerung bewerkstelligt wird.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage für das automatisierte Anmischen und Applizieren eines aus mehreren Komponenten bestehenden Wärmeleitmediums bei der Fertigung von Batterien. Die DE 10 2018 208 070 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriemodulvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Das beschriebene Verfahren sieht unter anderem das automatisierte Einleiten eines Wärmeleitmediums in einen bei der vorausgehenden Montage gebildeten Zwischenraum (zwischen Batteriemodul und Gehäuseelement) vor. Das beim Einleiten flüssige Wärmeleitmedium füllt den Zwischenraum auf und reagiert anschließend bzw. härtet aus. Das Wärmeleitmedium fungiert somit einerseits als sogenannter Gapfiller und bewirkt andererseits eine thermische Kopplung bzw. Anbindung und fungiert somit auch als sogenanntes TI-Material (Thermal-Interface-Material). Das Wärmeleitmedium kann ein mit Füllstoffen versehenes MehrKomponenten-Material (beispielsweise 2K, 3K oder 4K) sein. Zum Einleiten des Wärmeleitmediums kann eine durch einen Roboter geführte Düse verwendet werden. Die nächstliegende DE 10 2019 208 805 B3 beschreibt ein Verfahren zum Einbringen einer wärmeleitfähigen Füllmasse in einen Zwischenraum unterschiedlicher Höhe, der zwischen einem ersten Bauteil, bspw. einem Batteriemodul, und einem zweiten Bauteil, beispielsweise einer Batterieaufnahme, ausgebildet wird, wenn sie miteinander verbunden werden. Dabei ist vorgesehen, dass der Anteil eines in der Füllmasse enthaltenen wärmeleitenden Füllstoffes in Abhängigkeit von der Höhe des Zwischenraums variiert wird. Das bedeutet, dass die Füllmasse in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Anteile eines wärmeleitenden Füllstoffs aufweist. Die Füllmasse wird unmittelbar vor dem Einbringen bzw. Aufbringen mit einer Mischvorrichtung gemischt. Zum Stand der Technik wird zudem noch auf die DE 10 2019 109 208 B3, US 2019 / 0 181 514 A1 und EP 0 576 498 B1 hingewiesen. Ausgehend vom nächstliegenden Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die automatisierte Verarbeitung eines aus mehreren Komponenten bestehenden Wärmeleitmediums bei der Fertigung von Batterien zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren des Patentanspruchs 1. Zusätzliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung (wobei dies ausdrücklich auch Merkmale einschließt, die als „beispielsweise“, „bevorzugt“, „insbesondere“ etc. beschrieben sind) und der Zeichnung. Eine geeignete Anlage (die auch als System bezeichnet werden kann) zum automatisierten Anmischen und Applizieren bzw. Ausbringen eines aus mehreren Komponenten bestehenden und insbesondere nach dem Anmischen reagierenden bzw. aushärtenden Wärmeleitmediums bei der Fertigung von Batterien umfasst zumindest die folgenden Anlagenbestandteile:- eine, insbesondere nur eine, stationäre bzw. ortsfeste Mischvorrichtung zum Anmischen, insbesondere zum automatisierten Anmischen, des Wärmleitmediums aus mehreren (d. h. wenigstens zwei) Komponenten;- wenigstens einen Roboter, insbesondere einen Gelenkarmroboter, und eine vom Roboter geführte, insbesondere am Gelenkarm des Roboters befestigte bzw. gehalterte, Applikationseinrichtung, wobei die Applikationseinrichtung einen Vorrat an/von angemischtem Wärmeleitmedium aufnehmen und applizieren bzw. ausbringen kann;- eine Steuereinrichtung, welche die Anlage (d. h. die Mischvorrichtung, den Roboter und die Applikationseinrichtung) derart steuert, dass die (bewegbare) Applikationseinrichtung wiederholend (s. u.) an der stationären Mischvorrichtung einen Vorrat an angemischtem Wärmeleitmedium aufnimmt, d. h. die Applikationseinrichtung wird quasi von der stationären Mischvorrichtung mit angemischtem Wärmeleitmedium versorgt, welches dann anschließend bei der Fertigung von Batterien wieder appliziert bzw. ausgebracht wird. Zwischen der stationären Mischvorrichtung und der vom Roboter geführten Applikationseinrichtung besteht keine Leitungsverbindung zur Übertragung des Wärmeleitmediums. Bevorzugt sind nur eine stationäre Mischvorrichtung und mehrere Roboter mit (jeweils) einer Applikationseinrichtung, die von der einen Mischvorrichtung mit angemischtem Wärmeleitmedium versorgt werden, umfasst. Unter Anmischen wird das Herstellen eines insbesondere zunächst noch flüssigen Wärmeleitmediums durch Mischen vorgefertigter Komponenten verstanden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Wärmeleitmedium nach dem Anmischen reagiert bzw. aushärtet und daher für die sofortige Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Bei dem Wärmeleitmedium handelt es sich bspw. um eine reagierende bzw. aushärtende Silikon-Matrix mit keramischen oder metallischen Füllstoffen. Bei den zu fertigenden Batterien handelt es sich vorzugweise um Autobatterien, insbesondere um sogenannte Traktions- bzw. Fahrbatterien für den elektrischen Antrieb eines Automobils, wobei die Erfindung sowo