DE10109594B4

DE10109594B4 - Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe mit einem Leuchtenkörper einer Fahrzeugleuchteneinheit

Info

Publication number: DE10109594B4
Application number: DE2001109594
Authority: DE
Inventors: Kazuo Shimizu Akiyama; Fujihiko Shimizu Sugiyama
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP3913435B2; US6478451B2; US20010028568A1; JP2001243812A; CN1311412A; CN1134605C; DE10109594A1

Abstract

Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit, wobei die vordere Lichtscheibe (16) einen Dichtungssteg (16a) aufweist, der entlang eines Außenrandes der vorderen Lichtscheibe (16) ausgebildet ist und sich in Richtung einer Referenzachse der Fahrzeugleuchteneinheit erstreckt, der Leuchtenkörper (14) eine Aufnahmefläche (14b) aufweist, und eine Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) mit der Aufnahmefläche (14b) in Kontakt ist, die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Ebene geneigt sind, die sich rechtwinklig zu der Referenzachse der Fahrzeugleuchteneinheit erstreckt, und die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) miteinander verschweißt werden, gekennzeichnet durch einen Laserstrahl (L), der in Richtung der Referenzachse durch den Dichtungssteg (16a) auf die geneigte Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die geneigte Aufnahmefläche (14b) gerichtet wird um die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) direkt durch Laserstrahlschweißen miteinander zu...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ein Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe mit einem Leuchtenkörper einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe mit einem Leuchtenkörper einer Fahrzeugleuchteneinheit ist aus der DE 43 31 465 A1 bekannt. Insbesondere zeigt diese Druckschrift ein Leuchtengehäuse und eine Lichtscheibe, die aus Kunststoff gebildet sind und durch Schweißen miteinander verbunden werden. Dabei ist die Lichtscheibe mit einer Schweißrippe versehen, die korrespondierend zu einer Schweißrippe des Leuchtengehäuses angeordnet ist. Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel, wie es der DE 43 31 465 A1 zu entnehmen ist, weist die Schweißrippe der Lichtscheibe einen V-förmigen Endabschnitt auf, der in eine V-förmige Ausnehmung der Schweißrippe des Leuchtenkörpers eingesetzt wird. Über diese V-förmige Kontaktfläche werden die Lichtscheibe und der Leuchtenkörper verklebt oder verschweißt.
Üblicherweise sind zwei Verfahrenstypen zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe und eines Leuchtenkörpers einer Fahrzeugleuchteneinheit bestens bekannt, das sind, das direkte Verbinden über ein Dichtungselement (z.B. das Heißkleberdichtungsverfahren) und das direkte Verbinden durch den direkten Kontakt der zwei Elemente (z.B. durch Heizplattenschweißen, Vibrationsschweißen und Ultraschallverbinden oder ähnliches).
Als ein Direkt-Verbindungsverfahren ist Laserstrahlschweißen in anderen technischen Gebieten bestens bekannt. Dieses Verfahren ist anwendbar auf das Verbinden einer vorderen Lichtscheibe und eines Leuchtenkörpers durch Verwenden des unten beschriebenen Vorgangs (siehe ebenso die nicht vorveröffentlichte US-Patentanmeldung Nr. 09/548361).
7 zeigt einen Dichtungssteg 2a, der sich auswärts entlang des Außenrandes einer vorderen Lichtscheibe 2 erstreckt. Eine Aufnahmefläche 4a ist entlang des Öffnungsbereichs des vorderen Endes des Leuchtenkörpers 4 ausgebildet. Der Leuchtenkörper 4 ist auf einer Aufnahmeschablone 102 angeordnet. Die vordere Lichtscheibe 2 ist auf den Leuchtenkörper 4 in solch einer Weise aufgesetzt, dass eine Endfläche 2b des Dichtungsstegs 2a in Kontakt mit der Aufnahmefläche 4a gebracht ist. Die vordere Lichtscheibe 2 ist weiter mit einer transparenten Druckplatte 104 abgedeckt, durch welche die vordere Lichtscheibe 2 gegen den Leuchtenkörper 4 gepresst ist. In dem obigen Zustand wird ein Laserstrahl L auf die Aufnahmefläche 4a von einer Position oberhalb der Lichtscheibe 2 durch die transparente Druckplatte 104 und den Dichtungssteg 2a ausgestrahlt. Dadurch wird die Aufnahmefläche 4a erhitzt und schmilzt durch die Strahlungsenergie des Laserstrahls L, so dass diese mit der Endfläche 2b des Dichtungsstegs 2a, der durch die Hitze aufschmilzt, verschmolzen wird. Die vordere Lichtscheibe 2 und der Leuchtenkörper 4 werden somit miteinander durch Abtasten des Laserstrahls L entlang des Dichtungsstegs 2a über die gesamte Länge der vordere Lichtscheibe 2 verbunden.
Das Einsetzen des oben beschriebenen Laserstrahlschweißverfahrens ermöglicht das Verbinden der vorderen Lichtscheibe 2 und des Leuchtenkörpers 4 ohne einen Grat an den entsprechenden Verbindungsflächen zu erzeugen. Dadurch wird eine verbesserte Qualität der äußeren Erscheinung des Bereichs um den Randbereich der gefügten Oberflächen erreicht. Jedoch könnte die Verwendung dieser Schweißmethode zu den folgenden Nachteilen führen.
Zum Beispiel ist es zum sicheren Verbinden der vordere Lichtscheibe 2 und des Leuchtenkörpers 4 durch das Laserstrahlschweißen notwendig, die Kantenfläche 2b des Dichtungsstegs 2a in Kontakt mit der Aufnahmefläche 4a des Leuchtenkörpers 4 über die gesamte Länge der zu verbindenden Fläche durch Pressen der vorderen Lichtscheibe 2 gegen den Leuchtenkörper 4 zu bringen. Wenn jedoch die Kantenfläche 2b des Dichtungsstegs 2a oder der Aufnahmefläche 4a eine wellenförmige Unregelmäßigkeit aufgrund unzureichender Ebenheit aufweist, werden Lücken in diesen Bereichen erzeugt, selbst wenn ein entsprechender Druck aufgebracht wird. Dies führt zu Verbindungsfehlern.
Die Verbindungsbreite der zu verbindenden Flächen zwischen der vorderen Lichtscheibe 2 und dem Leuchtenkörper 4 wird bestimmt durch den Strahlpunktdurchmesser des Laserstrahls L, der auf die Aufnahmefläche 4a des Leuchtenkörpers 4 strahlt. Es ist wünschenswert, dass der Strahlpunktdurchmesser auf einen relativ großen Wert festgelegt wird, so dass die Verbindungsfestigkeit verbessert werden kann. Da der Laserstrahl L auf die Aufnahmefläche 4a durch den Dichtungssteg 2a strahlt, ist die Dimension des Strahlpunktdurchmessers durch die Breite des Dichtungsstegs 2a begrenzt.
Aus der Druckschrift DE 85 35 948 U1 ist ein Frontscheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem eine Streuscheibe aus transparentem Glas in einem Rahmen des Scheinwerferkörpers aus Plastikmaterial gefasst ist. Die Streuscheibe und der Rahmen sind über einen ringförmigen Ansatz und einen ringförmigen Schlitz miteinander in Eingriff, wobei der ringförmige Ansatz der Streuscheibe als geneigter Vorsprung ausgebildet ist, der durch Schweißen mit dem Sitz des Rahmens verbunden ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe mit einem Leuchtenkörper einer Fahrzeugleuchteneinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei die Verbindung zwischen der Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper mit hoher Festigkeit und gutem äußeren Erscheinungsbild sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe mit einem Leuchtenkörper einer Fahrzeugleuchteneinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Der Ausdruck „Laserstrahlschweißen" bezeichnet ein Verbindungsverfahren, bei dem ein Laserstrahlübertragungselement, das eine Permeation des Laserstrahls ermöglicht, in Kontakt gegen ein Nichtübertragungselement für den Laserstrahl gebracht wird, dass keine Permeation des Laserstrahls ermöglicht, wobei beide Elemente im Wesentlichen gegeneinander in eine Richtung der Referenzachse gepresst werden und ein Laserstrahl auf die Grenzflächen der zwei Elemente durch das Laserstrahlübertragungselement strahlt, so dass das Nichtübertragungselement für den Laserstrahl sich erhitzt. Dadurch werden beide Elemente miteinander verschweißt. Der Laserstrahl, der für das Laser strahlschweißen verwendet wird, ist nicht beschränkt und z.B. ein Halbleiterlaser, ein Yag-Laser oder ähnliches kann angewendet werden.
Das Material zum Formen des Leuchtenkörpers ist nicht eingeschränkt, solange es keine Übertragung des Laserstrahls ermöglicht, und sich durch den Laserstrahl erhitzt und schmilzt. Für ein effizientes Laserstrahlschweißen ist es bevorzugt, dass der Leuchtenkörper aus einem schwarz gefärbten Material gebildet ist, auf welches ein Hilfsmaterial, z.B. Ruß hinzugefügt wurde, um die Laserstrahlabsorbierfähigkeit des Leuchtenkörpers zur verbessern.
Ebenso ist das Material für die vordere Lichtscheibe im Wesentlichen nicht beschränkt, solange es ermöglicht, sichtbares Licht und den Laserstrahl zu übertragen und mit dem Leuchtenkörper, der geschmolzen ist, verschweißt, um diese zu befestigen.
Der numerische Wert des Neigungswinkels der Verbindungsfläche ist nicht beschränkt, solange solch eine Oberfläche bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Referenzachse der Leuchteneinheit geneigt ist. Die Neigungsrichtung der Verbindungsfläche kann sowohl einwärts als auch auswärts der vorderen Lichtscheibe sein. Die verbundene Oberfläche kann weiter in einer V- oder W-Form ausgestaltet sein.
Die Fahrzeugleuchteneinheit gemäß der vorliegenden technischen Lehre weist einen Aufbau auf, in welchem die vordere Lichtscheibe und der Leuchtenkörper direkt miteinander verbunden sind. Das Direktverbinden wird durch einen Laserstrahlschweißvorgang erreicht und die verbundenen Flächen sind die Kantenflächen des Dichtungsstegs, der entlang des Außenrandes der vordere Lichtscheibe, und die Aufnahmefläche, die an dem Leuchtenkörper ausgebildet sind. Dieses ermöglicht ein Verbinden ohne das Erzeugen eines Grates an den entsprechenden Verbindungsflächen, wodurch die Qualität der äußeren Erscheinung um die Verbindungsfläche verbessert ist.
Zusätzlich stellt die Fahrzeugleuchteneinheit gemäß der vorliegenden technischen Lehre die folgenden Betriebswirkungen aufgrund der Neigung der verbundenen Flächen mit einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Ebene, die sich rechtwinklig zu einer Referenzachse erstreckt, bereit.
Das bedeutet, dass in dem Fall, dem Lücken erzeugt sind zwischen den Kantenflächen des Dichtungsstegs und dem Dichtungssteg oder der Aufnahmefläche aufgrund wellenförmigen Unregelmäßigkeiten, bewirkt ein Druck, der auf die zu verbindenden Elemente wirkt, ein Verrutschen zwischen den Elementen, weil die Verbindungsflächen geneigt sind. Das Verrutschen dient zum Dichten der Lücken, die in den Bereichen zwischen beiden Elementen erzeugt sind, so dass ein Kontakt über die gesamte Länge der Verbindungsfläche ermöglicht ist. Entsprechend wird ein Verbindungsversagen verhindert.
Die Verbindungsbreite der verbundenen Oberflächen zwischen der vordere Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper wird bestimmt durch den Strahlpunktdurchmesser des Laserstrahls, der auf die Aufnahmefläche des Leuchtenkörpers gestrahlt wird. Weil die verbundenen Flächen geneigt sind mit einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Ebene, die sich rechtwinklig zu einer Referenzachse der Leuchteneinheit erstreckt, wird der Strahlpunktdurchmesser durch einen Betrag entsprechend dem Neigungswinkel erhöht. Dadurch wird die Breite der verbundenen Fläche erhöht, wodurch eine Verbesserung der Verbindungsfestigkeit durch einen Betrag in Abhängigkeit der erhöhten Breite unterstützt wird.
Die Fahrzeugleuchteneinheit gemäß der vorliegenden technischen Lehre mit der direkt verbundenen vorderen Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper verhindert ein Verbindungsversagen zwischen diesen und erhöhen die Verbindungsfestigkeit, während die Qualität der äußeren Erscheinung des Bereichs um die Verbindungsflächen verbessert ist.
In dem zuvor erwähnten Aufbau kann die Aufnahmefläche des Leuchtenkörpers weiter mit Rippen versehen sein, die im Wesentlichen in Richtung der Referenzachse der Leuchte entlang einer Seitenfläche an einem spitzwinkligen Kantenseitenbereich des Dichtungsstegs der Vorderlinse vorstehen, wobei der Kontakt zwischen den Rippen und dem Dichtungssteg das Erzeugen eines unnötig großen Gleitens zwischen den Kantenflächen und der Aufnahmefläche verhindert, das durch den Druck, der zwischen der vordere Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper aufgebracht ist, verursacht ist. Zusätzlich wird ein Teil des Laserstrahls, der auf die Aufnahmefläche des Leuchtenkörpers ausgestrahlt wird, nach innen von der Kantenfläche des Dichtungsstegs reflektiert. Dieses nach innen reflektierte Licht wird so gerichtet, dass eine Seitenfläche der Rippen getrof fen wird, und die Rippen erhitzen und aufschmelzen, wodurch der Seitenfläche der Rippen und der Seitenfläche der spitzwinkligen Kantenseitenbereiche des Dichtungsstegs ermöglicht sind, eine zweite Verbindungsfläche bereitzustellen. Dieses verbessert weiter die Verbindungsfestigkeit zwischen der vorderen Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper.
In dem zuvor erwähnten Aufbau kann sich der Neigungswinkel bezüglich der Ebene, die sich rechtwinklig zu der Referenzachse der Leuchteneinheit der verbundenen Flächen erstreckt in einem Bereich von 40 bis 50° bewegen, wobei der aufgebrachte Druck nicht nur wirkt, um einfach ein Gleiten zwischen den Kantenflächen des Dichtungsstegs und der Aufnahmefläche zu erzeugen, sondern auch die Verbindungsbreite der Verbindungsflächen zu erhöhen. Darüber hinaus ermöglichen die Rippen, die an dem Leuchtenkörper ausgebildet sind, dem Laserstrahl, der nach innen von der Kantenfläche des Dichtungsstegs reflektiert wird, die Seitenfläche der Rippen wirksam in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung zu treffen. Dieses verbessert die Verbindungsfestigkeit zwischen den Seitenflächen der Rippen und den Seitenflächen an der Seite der spitzwinkligen Kantenbereiche des Dichtungsstegs.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden technischen Lehre, die mit ihrer Oberseite nach oben weist,
2 einen Bereich II in 1 im Detail,
3 eine perspektivische Ansicht, welche die Fahrzeugleuchteneinheit und einen Schweißroboter zeigt, der zum Durchführen des Laserstrahlschweißens in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
4 eine Ansicht ähnlich zu 2, die ein erstes modifiziertes Beispiel der vorliegenden technischen Lehre zeigt,
5 eine Ansicht ähnlich der 2, die ein zweites modifiziertes Beispiel der vorliegenden technischen Lehre zeigt,
6 eine Ansicht ähnlich der 2, die ein drittes modifiziertes Beispiel der vorliegenden technischen Lehre zeigt,
7 eine Ansicht ähnlich der 2, die ein zuvor bekanntes Verbindungsverfahren zeigt, wenn ein Laserstrahlschweißen zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe und einem Leuchtenkörper verwendet wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden technischen Lehre werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittdarstellung, die eine Fahrzeugleuchteneinheit des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden technischen Lehre zeigt, welche mit ihrer Oberseite nach oben weist.
2 ist eine Ansicht, die im Detail einen Bereich II der 1 zeigt.
Die Fahrzeugleuchteneinheit 10 des bevorzugten Ausführungsbeispiels hat die Form einer Indikatorleuchte, z.B. einer Heckleuchte. Die Leuchte ist mit einem Leuchtenkörper 14, der sich vertikal auf der Leuchtenreferenzachse Ax, auf welcher eine Lichtquelle (Lampe) 12 angebracht ist, – (in Längsrichtung bezüglich der Leuchteneinheit) und einer vorderen Lichtscheibe 16, die direkt mit dem Leuchtenkörper 14 verbunden ist.
Die Lichtscheibe 16 ist aus einem transparenten thermoplastischen Kunststoffmaterial wie z.B. PMMA oder PC hergestellt. Der Außenrand der vorderen Lichtscheibe 16 ist mit einem Dichtungssteg 16a versehen, der nach unten über die gesamte Länge vorsteht. Der Dichtungssteg 16a ist so geformt, dass er sich in Richtung der Referenzachse (d.h. Vertikalrichtung der Zeichnung) erstreckt. Seine Kantenfläche (die untere Endfläche) 16b ist um 45° nach innen bezüglich der Ebene (Horizontalebene) geneigt, die sich senkrecht zur Referenzachse erstreckt.
Der Leuchtenkörper 14 ist aus einem opaken themoplastischen Kunststoffmaterial, wie z.B: AS oder AES geformt. Dieser ist mit einem Kantenflanschbereich 14a versehen, der sich vertikal an seiner vorderen Endöffnung erstreckt. Ähnlich zu der Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a ist eine Endfläche (obere Endfläche) 14b des Kantenflanschbereichs 14a als eine Ebene geformt, die um 45° auf derselben Seite wie die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a bezüglich der vertikalen Achse geneigt ist. Die Endfläche 14b stellt eine Aufnahmefläche dar, welche die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a kontaktiert. Die Aufnahmefläche 14b ist mit einer Innenrippe 14c versehen, die sich vertikal entlang der Innenseitenfläche 16c des Dichtungsstegs 16a erstreckt.
Die vordere Lichtscheibe 16 ist mit dem Leuchtenkörper 14 durch Laserstrahlschweißen der Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a mit der Aufnahmefläche 14b verbunden.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Fahrzeugleuchteneinheit 10 und einen Schweißroboter 110 zeigt, die zum Laserstrahlschweißen verwendet werden.
Die Zeichnung zeigt, dass das Laserstrahlschweißen durch den Schweißroboter 110 durchgeführt wird, wobei die Fahrzeugleuchteneinheit 10 mit ihrer Oberseite nach oben weisend angeordnet ist.
Der Schweißroboter 110 ist als ein Roboterkörper (nicht gezeigt) ausgebildet, an dem ein Laserkopf 112 angebracht ist. Dieser Laserkopf 112 ist mit einem Glasfaserkabel 114 versehen, das eine optische Faser und eine Emissionsdüse 116 mit einer eingebauten Kapazitätslinse (Kondensatorlinse) umfasst. Der Laserstrahl, der durch einen Laseroszillator (nicht gezeigt) erzeugt wird, wird von der Emissionsdüse 116 als ein konvergenter Lichtstrahl durch das Glasfaserkabel 114 emittiert. Der Laserstrahl, der aus der Emissionsdüse 116 ausgesendet wird, dient zum Ausbilden eines Strahlpunkts von ungefähr einem Durchmesser von ca. 1,5 mm mit einem Fokusabstand von ungefähr 60 mm. Der Laseroszillator ist aus einem Halbleiterlaser mit einer Leistung von 15 bis 110 Watt und einer Wellenlänge von 0,8 bis 1,5 μm gebildet.
Das Laserstrahlschweißen wird in der folgenden Weise durchgeführt.
Wie in 2 gezeigt, wird der Leuchtenkörper 14 auf einer Aufnahmeschablone 102 angeordnet, und die vordere Lichtscheibe 16 wird auf den Leuchtenkörper 14 aufgesetzt, so dass die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a in Kontakt mit der Aufnahmefläche 14b gebracht ist. Die vordere Lichtscheibe 16 ist weiter mit einer Pressplatte 104 abgedeckt, so dass die vordere Lichtscheibe 16 nach unten auf den Leuchtenkörper 4 durch die Druckplatte 104 gepresst ist.
Der Laserkopf 112 ist oberhalb des Dichtungsstegs 16a der Vordere Lichtscheibe 16 angeordnet, um den Laserstrahl L von der Emissionsdüse 116 nach unten zu richten. Der Laserstrahl L wird auf den Basisendbereich 16d des Dichtungsstegs 16a ausgestrahlt, um durch den Dichtungssteg 16a hindurchzutreten und auf die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 zu strahlen. Die Aufnahmefläche 14b wird erhitzt und schmilzt durch die Strahlungsenergie des Laserstrahls L. Die resultierende Wärme schmilzt ebenso die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a. Der Laserstrahl L wird über die gesamte Länge der vorderen Lichtscheibe 16 entlang des Dichtungsstegs 16a abgetastet, so dass die vordere Lichtscheibe 16 und der Leuchtenkörper 14 miteinander verbunden werden.
Wie im Detail beschrieben wurde, sind in der Fahrzeugleuchteneinheit 10 des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die vordere Lichtscheibe 16 und der Leuchtenkörper 14 direkt miteinander durch Laserstrahlschweißen verbunden, das an den Verbundflächen, d.h. den Kantenflächen 16b des Dichtungsstegs 16a der vorderen Lichtscheibe 16 und den Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14, durchgeführt wird. Dieses ermöglicht ein Verbinden, bei dem im Wesentlichen kein Grat auf einer der beiden Verbundflächen erzeugt wird. Die Qualität der äußeren Erscheinung des Bereichs um die Verbundflächen ist somit verbessert.
Zusätzlich stellt die Fahrzeugleuchteneinheit 10 gemäß der vorliegenden technischen Lehre die folgenden Betriebswirkungen aufgrund der Tatsache bereit, dass die Verbundfläche zwischen der Vordere Lichtscheibe 16 und dem Leuchtenkörper 14 in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Horizontalebene geneigt ist (eine Ebene rechtwinklig zur Referenzachse der Leuchteneinheit).
Selbst in dem Fall, wo die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a oder die Aufnahmefläche 14b eine wellenförmige Unregelmäßigkeit aufgrund unzureichender Ebenheit aufweist, so dass Lücken in diesen Bereichen dazwischen erzeugt sind, bewirkt der Druck, der auf diese verbindenden Elemente wirkt, ein Gleiten zwischen diesen bewirken, weil die Verbundfläche geneigt ist. Dieses Gleiten dient zum Schließen der Lücken, die in den Bereichen zwischen den zwei Elementen erzeugt sind, so dass ein Kontakt entlang der gesamten Länge der Verbundfläche ermöglicht ist. Entsprechend wird ein Verbindungsfehler verhindert.
Die Verbundbreite der Verbundfläche zwischen der Vordere Lichtscheibe 16 und dem Leuchtenkörper 14 wird bestimmt durch den Strahlpunktdurchmesser des Laserstrahls L, der auf die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 gestrahlt wird. Weil die verbundene Fläche in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Horizontalebene geneigt ist, ist der Strahlpunktdurchmesser durch einen Betrag vergrößert, der mit dem Neigungswinkel korrespondiert. Dieses erhöht die Verbundbreite der verbundenen Flächen, verbessert die Verbindungsfestigkeit durch einen Betrag, der von der vergrößerten Breite abhängt.
In der Fahrzeugleuchteneinheit des bevorzugten Ausführungsbeispiels, in dem die vordere Lichtscheibe und der Leuchtenkörper direkt miteinander verbunden sind, wird ein Verbindungsversagen zwischen der vorderen Lichtscheibe und dem Leuchtenkörper verhindert und die Verbindungsfestigkeit verbessert, während die Qualität der äußeren Erscheinung des Randbereichs um die Verbundfläche verbessert ist.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verhindert, weil die vorstehenden inneren Rippen 14c, welche in die Richtung der Bezugsachse entlang einer Innenseitenfläche 16c (einer Seitenfläche eines spitzwinkligen Kantenseitenbereichs) des Dichtungsstegs 16a der vorderen Lichtscheibe 16, auf der Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 geformt sind, der Kontakt der Innenrippen 14c gegen den Dichtungssteg 16a das Erzeugen übermäßigen Gleitens zwischen der Kantenfläche 16b und des Dichtungsstegs 16a und der Aufnahmefläche 14b, was durch den Druck, der in die Richtung der Referenzachse wirkt, verursacht ist. Zusätzlich wird ein Teil des Laserstrahls, der auf die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 gestrahlt wird, nach innen von der Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a reflektiert. Dieses im Inneren reflektierte Licht ist auf eine Außenseitenfläche 14d der Innenrippen 14c gerichtet, so dass die Innenrippen 14c sich erhitzen und aufschmelzen. Dadurch stellen die Außenseitenfläche 14d der inneren Rippen 14c und die Innenseitenfläche 16c des Dichtungsstegs 16a eine zweite Verbundfläche bereit. Dieses verbessert die Verbindungsfestigkeit zwischen der Vordere Lichtscheibe 16 und dem Leuchtenkörper 14.
Insbesondere, weil der Neigungswinkel bezüglich der Horizontalebene der Verbundfläche auf 45° festgesetzt ist, ermöglicht der Druck, der in Richtung der Referenzachse wirkt, nicht nur ein einfach erzeugtes Gleiten zwischen der Kantenfläche 16b und dem Dichtungssteg 16a und der Aufnahmefläche 14b, sondern ebenso eine ausreichende Erhöhung der Verbundbreite der Verbundfläche. Darüber hinaus bringt das Bereitstellen der Innenrippen 14c den Laserstrahl dazu, intern von der Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a zu reflektieren, um die Außenseitenfläche 14d der Innenrippen im Wesentlichen in Vertikalrichtung in einer wirksamen Weise zu treffen. Dieses verbessert die Verbindungsfestigkeit zwischen der Außenseitenfläche 14d der Innenrippen 14c und der Innenfläche 16c des Dichtungsstegs 16a.
4 ist eine Ansicht ähnlich der 2, die ein erstes modifiziertes Beispiel der Ausführungsform zeigt.
In diesem modifizierten Beispiel ist ähnlich dem vorangegangenem Ausführungsbeispiel die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a der vorderen Lichtscheibe 16 um einen Winkel von 45° bezüglich der Horizontalebene, wie in der Zeichnung gezeigt, geneigt. In diesem Beispiel ist jedoch die Kantenfläche 16b in Richtung des Außenrandes geneigt. Des Weiteren ist die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 auf derselben Seite wie die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a als eine Ebene ausgeformt, die um einen Winkel von 45° bezüglich der Vertikalrichtung geneigt ist. Eine zusätzliche Außenrippe 14e, die sich in Richtung der Referenzachse entlang der Außenseitenfläche 16f des Dichtungsstegs 16a der vorderen Lichtscheibe 16 vorsteht, ist auf der Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 geformt.
Der zuvor erwähnte Aufbau stellt dieselben Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bereit.
5 ist eine Ansicht ähnlich der 2, die ein zweites modifiziertes Beispiel der bevorzugten Ausführungsform zeigt.
In 5 ist der Basisaufbau des modifizierten Beispiels der Gleiche, wie bei dem zuvor erwähnten ersten modifizierten Beispiel. In dem zweiten modifizierten Beispiel ist jedoch ein konkaver, bogenförmiger Bereich auf der Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 geformt.
Die Aufnahmefläche 14b ist in einer Bogenform geformt, so dass die Strahlungsenergie des Laserstrahls L gebündelt wird durch Reduzieren der Kontaktfläche zwischen der Kantenfläche 16b und dem Dichtungssteg 16a an der Aufnahmefläche 14b zu einem früheren Zeitpunkt des Verbindungsvorgangs. Der Kontaktbereich wird nach und nach vergrößert, wenn das Setzen und Aufschmelzen der Aufnahmefläche 14b voranschreitet. Als Ergebnis wird die Wirksamkeit des Verbindungsvorgangs verbessert. Die Verbindungsfläche ist als geneigte Fläche ausgeformt, ähnlich dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel, wenn der Laserstrahlschweißvorgang beendet wird.
Der Vorsprung könnte an der Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a anstelle der Aufnahmefläche 14b in dem modifizierten Beispiel ausgeformt sein. Dieses stellt den gleichen Effekt wie der in dem zuvor erwähnten modifizierten Beispiel bereit.
6 ist eine der 2 ähnliche Ansicht, die ein drittes modifiziertes Beispiel der bevorzugten Ausführungsform zeigt.
In diesem modifizierten Beispiel wird die verbundene Fläche zwischen der vorderen Lichtscheibe 16 und dem Leuchtenkörper 14 mit einer V-ähnlichen Form ausgeformt, wie in der Zeichnung gezeigt. In diesem modifizierten Beispiel wird die Kantenfläche 16b des Dichtungsstegs 16a der vorderen Lichtscheibe 16 als eine dreieckige konvexe Oberfläche ausgeformt, wobei zwei Seiten in einem Winkel von 45° bezüglich der Horizontalebene sich erstrecken. Die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 ist als dreieckige Konkavfläche ausgeformt, wobei die zwei Seiten mit einem Winkel von 45° bezüglich der Horizontalebene entlang des Profils der Kantenfläche 16b ansteigen.
Durch die oben beschriebenen Verbundflächen kann ähnlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Strahlpunktdurchmesser des Laserstrahls L, der auf die Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14 aufgestrahlt wird, durch einen Betrag in Abhängigkeit des Neigungswinkels vergrößert werden. Dies macht es möglich, die Verbindungsbreite der Verbundfläche zu erhöhen und hierdurch die Verbindungsfestigkeit zu verbessern.
Darüber hinaus erfordert dieses modifizierte Beispiel kein Ausbilden von inneren oder äußeren Rippen auf der Aufnahmefläche 14b des Leuchtenkörpers 14. Jedoch können dieselben Wirkungen wir bei dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen erreicht werden von der Breite und der Dicke sowohl des Dichtungsstegs 16a der Vordere Lichtscheibe 16 und dem Randkantenflanschbereich 14a des Leuchtenkörpers 14.
Verschiedene Ausführungsbeispiele wurden mit Bezug auf den Fall beschrieben, bei dem die Fahrzeugleuchteneinheit 10 als eine Indikatorleuchte ausgeformt ist. Jedoch, können ähnliche Wirkungen wie die der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele erreicht werden durch Übertragen der Lehre der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele auf andere Arten von Fahrzeugleuchteneinheiten.

Claims

Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit, wobei die vordere Lichtscheibe (16) einen Dichtungssteg (16a) aufweist, der entlang eines Außenrandes der vorderen Lichtscheibe (16) ausgebildet ist und sich in Richtung einer Referenzachse der Fahrzeugleuchteneinheit erstreckt, der Leuchtenkörper (14) eine Aufnahmefläche (14b) aufweist, und eine Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) mit der Aufnahmefläche (14b) in Kontakt ist, die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Ebene geneigt sind, die sich rechtwinklig zu der Referenzachse der Fahrzeugleuchteneinheit erstreckt, und die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) miteinander verschweißt werden, gekennzeichnet durch einen Laserstrahl (L), der in Richtung der Referenzachse durch den Dichtungssteg (16a) auf die geneigte Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die geneigte Aufnahmefläche (14b) gerichtet wird um die Endfläche (16b) des Dichtungsstegs (16a) und die Aufnahmefläche (14b) direkt durch Laserstrahlschweißen miteinander zu verbinden.
Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtenkörper (14) Rippen (14c, 14e) aufweist, die an der Aufnahmefläche (14b) ausgebildet sind, wobei die Rippen (14c, 14e) in Richtung des Laserstrahls (L) entlang einer Seitenfläche an einer spitzwinkligen Endbereichsseite des Dichtungsstegs (16a) vorstehen, und der Laserstrahl (L) von der Aufnahmefläche (14b) auf die Rippen (14c, 14e) reflektiert wird.
Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Rippen (14e) entlang einer Außenseitenfläche des Dichtungsstegs (16a) angeordnet ist.
Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Rippen (14c) entlang einer Innenseitenfläche des Dichtungsstegs (16a) angeordnet ist.
Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Neigungswinkel im Bereich von 40 bis 50° ist, wobei der Strahlpunktdurchmesser des Laserstrahls (L) in Abhängigkeit vom Neigungswinkel festgelegt ist.
Verfahren zum Verbinden einer vorderen Lichtscheibe (16) mit einem Leuchtenkörper (14) einer Fahrzeugleuchteneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich der Aufnahmefläche (14b) konvex gekrümmt ist.