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Hintergrund
der Erfindung
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Damit
eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsanordnung in einem Kraftfahrzeug montiert
werden kann, muss die Beleuchtungsanordnung in einen kleinen definierten
Raum eingepasst werden, der speziell für diese Kraftfahrzeugbeleuchtungsanordnung
des Kraftfahrzeugs entworfen ist. Folglich muss die Kraftfahrzeugbeleuchtungsanordnung
so kompakt wie möglich
sein. Kraftfahrzeuglampengehäuse weisen
typischerweise mehrere Bolzen auf, die an seiner Außenseite
oder seiner Innenseite angebracht sind, um beim Montieren des Lampengehäuses an einem
Kraftfahrzeug verwendet zu werden. Manchmal sind die Bolzen mit
Gewinden versehen, um eine Feineinstellung oder Positionierung des
Lampengehäuses
zu ermöglichen
und somit die Richtung des Lichtstrahles zu steuern, während andere
Bolzen relativ glatt sein können,
um in einen entsprechenden Schlitz zur Ausrichtung zu passen. Ungeachtet
der Natur oder Verwendung des Bolzens muss der Bolzen an dem Lampengehäuse mit
einer ausreichenden Festigkeit angebracht sein, damit das Lampengehäuse an einer
entsprechenden Verankerung an einem Kraftfahrzeug angebracht werden
kann.
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Ein übliches
Verfahren und eine übliche
Anordnung zum Verbinden eines Bolzens mit einer Lampenanordnung
sind in 1 gezeigt. Wie
es in 1 gezeigt ist,
wird ein doppelseitiger Bolzen 30 mit zwei Gewindeabschnitten 16 mit
einem einstückig
geformten Kunststoffmontagevorsprung 28 eines Lampengehäuses 20 gepaart,
indem einer der Gewindeabschnitte 16 in den Montagevorsprung
eingesetzt wird. Das Lampengehäuse 20 ist
mit Vorsprüngen 28 durch
Fachleuten bekannte Mittel geformt. Nachdem der Bolzen 30 in
den Vorsprung 28 eingesetzt worden ist, und bevor das Lampengehäuse an eine
Montageplatte 18 montiert wird, wird eine Platte 29 an
dem Bolzen 30 durch in der Technik bekannte Mittel angebracht.
Anschließend
wird eine Schaumdichtung 33 derart an dem Bolzen 30 angebracht,
dass sie der Rückseite
der Platte 29 benachbart sitzt. Das Lampengehäuse 20 wird
daraufhin an der Montageplatte 18 eines Kraftfahrzeugs
angebracht, indem der Gewindeabschnitt 16 gegenüber dem
Lampengehäuse
durch eine durch die Montageplatte verlaufende Öffnung 17 hindurch
eingesetzt wird. Sobald sie eingesetzt worden ist, wird die Schaumdichtung 33 zwischen
der Platte 29 und der Montageplatte 18 eingeklemmt,
um die Öffnung 17 abzudichten,
und eine Mutter 19 wird an dem Bolzen angezogen, um das
Lampengehäuse
an dem Montageplatte anzubringen. Der Vorsprung 28 des
Lampengehäuses 20 wird
auf der Platte 29 sitzen, sobald das Lampengehäuse 20 mit
der Montageplatte verbunden ist. Leider begrenzt ein doppelseitiger
Bolzen, der mit einem einstückig
geformten Vorsprung gepaart ist, die Konstruktionsflexibilität eines
Herstellers und verhindert, dass der Hersteller die Größe der gesamten
Lampenanordnung verringern kann, da der Vorsprung von einer ausreichenden
Größe sein muss,
damit der Bolzen mit dem Lampengehäuse gepaart werden kann, ohne
die inneren Funktionen der Beleuchtungsanordnung zu beeinflussen.
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Abgesehen
von einer Begrenzung von Konstruktionsmöglichkeiten führt die
Anordnung aus doppelseitigem Bolzen und einstückig geformtem Montagevorsprung
zu weiteren Problemen. Beispielsweise verkompliziert das Herstellen
von Lampengehäusen,
so dass sie einstückig
geformte Vorsprünge
umfassen, die Konstruktionen der Formen und das Formungsverfahren.
Komplizierte Formen erhöhen
nicht nur die Kosten sondern erhö hen
auch die Möglichkeit
eines Versagens einer Form während des
Herstellungsverfahrens.
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Weiter
nach 1 führt die
Platte 29 zu zahlreichen Variationen zwischen den Verbindungen
des Lampengehäuses,
die für
eine besondere Baureihe von Kraftfahrzeugen entworfen sind. In der
Herstellungs-Baureihe weist jede Kraftfahrzeugkonstruktion mehrere
Lampenanordnungen auf, die speziell dafür entworfen sind, in Beleuchtungskammern
an dem Kraftfahrzeug zu passen. Somit entwerfen Hersteller für Beleuchtungseinrichtungen
mehrere der gleichen Lampenanordnungen für jeden dieser Räume, bzw. fertigen
diese, um die Herstellung einer besonderen Baureihe von Kraftfahrzeugen
zuzulassen. Obwohl Kraftfahrzeuge und Lampenanordnungen gleich gefertigt
werden, gibt es leider Quellen von Abweichungen, die bewirken, dass
jede besondere Lampenanordnung unterschiedlich in jede der besonderen Kammern
einer Baureihe von Kraftfahrzeugen passt. Derartige Abweichungen
führen
zu Spalten zwischen der Beleuchtungskammer und der Beleuchtungsanordnung.
Die Hersteller wenden viel Zeit, Energie und Kosten auf, um diese
Spalten zu beseitigen, indem sie Dichtungen um die Beleuchtungsanordnungen herum
platzieren, um ein ästhetisch
ansprechendes Kraftfahrzeug zu erlangen.
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Wieder
nach 1 bewirkt die Platte 29 eine Abweichung
bei der Lampenanordnungsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und
der Lampenanordnung, da die Platte nicht die gleiche Größe oder
die gleiche Tiefe besitzen wird, obwohl die Platten im selben Verfahrensschritt
gefertigt werden. Somit wird jede Lampenanordnung auf Platten 29 sitzen,
deren Tiefe und Größe abweichen.
Es ist akzeptiert und ein allgemeiner Fertigungsfehler, der zu dieser
Abweichung und zu Spalten zwischen dem Lampengehäuse und dem Kraftfahrzeug führt. Es
ist jedoch erwünscht,
die Abweichung von Kraftfahrzeug zu Kraftfahrzeug zu beseitigen
oder zumindest zu ver ringern, um Geld und Zeit während der Fertigung des Kraftfahrzeugs
einzusparen.
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Um
einige der Probleme, die zu der Verbindung mit zweiseitigem Bolzen
und einstückig
geformtem Vorsprung gehören,
zu lösen,
haben die Konstrukteure nach alternativen Möglichkeiten gesucht, um den
Bolzen an dem Lampengehäuse
zu befestigen. Ein derartiges Verfahren umfasst Reibschweißen eines
einseitigen Bolzens an das Lampengehäuse. 2a zeigt eine Perspektivansicht einer
bekannten Ausführungsform
eines Bolzens 10, der an ein Lampengehäuse (das in 3a und 3b gezeigt ist)
reibgeschweißt
werden kann. Wie es in 2a gezeigt
ist, ist der Bolzen 10 ein geformter Kunststoffbolzen,
der eine Kappe 12 und einen Zapfen 14 aufweist.
Die Kappe 12 weist eine relativ ebene Oberfläche mit
spiralförmigen
Stegen 15 auf und besitzt daran angeordnete Ohren 13.
Im Betrieb passt ein Pneumatikwerkzeug (nicht abgebildet) auf die
Ohren 13. Die Kappe 12 wird auf die Fläche, an
die sie geschweißt
werden soll, wie etwa das Lampengehäuse 20, gesetzt und
dann durch das Werkzeug rotiert. Wenn der Bolzen 10 rotiert,
erzeugen die spiralförmigen
Stege 15 Reibung und Wärme
zwischen der Kunststoffkappe 12 und einem entsprechenden Kunststofflampengehäuse 20,
bis die Kappe und das Lampengehäuse
schmelzen und schließlich
miteinander verschweißen.
Die Ohren 13 werden abbrechen, wenn der ideale Schmelzpunkt
erreicht ist, und werden eine weitere Drehung des Bolzens 10 durch das
Werkzeug verhindern. Der Bolzen 10 wird dann gegen das
Lampengehäuse 20 gehalten,
bis die Schweißung
aushärtet.
Leider erlaubt eine derartige Ausführungsform nicht, dass ein
Metallbolzen an dem Lampengehäuse
angebracht werden kann, was schließlich zu einer schwächeren Verbindung
zwischen dem Lampengehäuse
und dem Kraftfahrzeug führt.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, wurde eine Bolzenanordnung geschaffen,
die einen einseitigen Metallbolzen mit einem Kunststoffbund zusammenfügte, der
an ein Lampengehäuse
reibgeschweißt
werden konnte. 2b zeigt
eine Querschnittsansicht einer Bolzenanordnung 21, die
einen Metallbolzen 22 mit einer Kappe 23 und einen
Zapfen 32 mit einem Gewindeabschnitt 16 umfasst.
Wie es in 2b gezeigt
ist, umfasst die Bolzenanordnung 21 darüber hinaus einen Bund 24,
der über
den Bolzen 22 geformt ist, so dass die Kappe 23 in
einer Ausnehmung 25 sitzt. Der Bund 24 weist eine
Fläche 26 und Ohren 13 auf.
Genau wie bei dem Bolzen 10 kann ein Pneumatikwerkzeug
verwendet werden, um die Bolzenanordnung 21 an ein Lampengehäuse 20 (das
in den 3a und 3b gezeigt ist) reibzuschweißen. Das Werkzeug
kann mit den Ohren 13 in Verbindung gebracht werden und
die Fläche 26 gegen
das Lampengehäuse 20 drehen,
bis das Lampengehäuse
und die Bolzenanordnung miteinander verschweißt werden. Die Ohren 13 werden
abbrechen, wenn der ideale Schmelzpunkt erreicht ist, was jede weitere
Drehung der Bolzenanordnung 21 durch das Werkzeug verhindern
wird. Die Bolzenanordnung 21 wird gegen das Lampengehäuse 20 gehalten,
bis die Schweißung
aushärtet. 3a zeigt eine Bolzenanordnung 21,
die an ein dünnes
Lampengehäuse 20 reibgeschweißt und an
der Montageplatte 18 montiert ist. Wie es in 3a gezeigt ist, ist die
Fläche 26 zusammen
mit einem Teilstück
des Lampengehäuses 20 an einem
Schweißgrenzflächenteilstück 27 verschweißt. Der
Gewindeabschnitt 16 der Bolzenanordnung 21 wird
durch eine Öffnung 17 an
der Montageplatte 18 an dem Kraftfahrzeug hindurch eingesetzt
und an der Platte durch eine Mutter 19 befestigt.
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Das
Problem, das reibgeschweißte
Bolzen- und/oder Bolzenanordnungen plagt, ist, dass während des
Schweißprozesses
die Kappe und/oder der Bund gewöhnlich
bis zu einem gewissen Grad in das Lampengehäuse hineingetrieben werden.
Wenn die Wärme
und der Druck zunehmen, schmilzt das Lampengehäuse, was bewirkt, dass der
Bolzen und/oder die Bolzenanordnung in das Lampengehäuse hineingetrieben
wird/werden. Dies bewirkt eine Abweichung in der Menge an Raum,
die sich zwischen dem Lampengehäuse
und dem Montageplatte befindet (d.h. die Tiefe des Bundes, die das
Lampengehäuse und
die Platte trennt, variiert abhängig
davon, wie weit der Bund in das Lampengehäuse hineingetrieben wird).
Wie es oben besprochen wurde, bewirken derartige Abweichungen Spalten
zwischen dem Kraftfahrzeug und der Lampenanordnung, die unter anderem
aus ästhetischen
Gründen
verstopft werden müssen.
Ein derartiger Prozess erhöht
die Zeit und die Ausgaben für
den Montageprozess des Kraftfahrzeugs.
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Ein
weiterer Nachteil mit reibgeschweißten Bolzenanordnungen ist,
dass sie nur leicht und kostengünstig
mit dünnen
Lampenanordnungen verwendet werden können, die ein Gehäuse aufweisen,
das schließlich
in enger Nähe
zu der Montageplatte liegen wird (wie es in 3a gezeigt ist). Wenn sie in normalen
Lampenanordnungen verwendet werden, müssten die Lampenanordnungen
mit erhöhten
Flächen
auf der Rückseite
des Lampengehäuses
geformt werden, so dass der Bolzen sich in enger Nähe zu der
Montageplatte befinden und an dieser angebracht werden kann. 3b zeigt eine an ein normales
Lampengehäuse 20 geschweißte Bolzenanordnung 21.
Wie es in 3b gezeigt
ist, weist das Lampengehäuse 20 eine
erhöhte
Fläche 34 auf,
damit die Anordnung 21 an das Lampengehäuse geschweißt und an
der Montageplatte 18 befestigt werden kann. Wie die Verbindung
aus doppelseitigem Bolzen und einstückig geformtem Vorsprung führen derartige
erhöhte
Flächen
zu komplizierten Formkonstruktionen und Versagen der Form, was die
Fertigungskosten von Lampenanordnungen erhöht. Darüber hinaus ist festgestellt
worden, dass nach dem Einbau von Lampenanordnungen mit reibgeschweißten Bolzen und/oder
Bolzenanordnungen die Schweißnaht
unbeständig
ist und schließlich
versagt.
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Benötigt werden
daher ein Verfahren und eine Anordnung, die die Konstruktionsflexibilität erhöhen und
zulassen, dass ein Hersteller die Größe der Lampenanordnung weiter
verringern kann. Darüber
hinaus werden ein Verfahren und eine Anordnung benötigt, damit
ein Bolzen einem Kraftfahrzeuglampengehäuse hinzugefügt werden
kann, welche die Herstellungskosten und die Ausfallmöglichkeit
einer Form vermindern. Darüber
hinaus werden ein Verfahren und eine Anordnung benötigt, damit
eine Bolzenanordnung an jeder beliebigen Lampenanordnung mit einer
festeren, beständigeren
Schweißverbindung
angebracht werden kann, und ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die Abweichungen vermindern und einen genaueren Sitz zwischen dem
Lampengehäuse
und dem Kraftfahrzeug fördern.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden Beschreibung ersichtlich werden.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren
zum Anbringen eines Bolzens an jeder beliebigen Art einer Kraftfahrzeuglampenanordnung.
In einer Ausführungsform
umfasst die Kraftfahrzeuglampenanordnung ein Lampengehäuse mit
einer Aufnahmefläche
und einem Metallbolzen. Der Metallbolzen weist eine Kappe und einen Zapfen
auf, der sich von der Kappe nach außen erstreckt. Die Lampenanordnung
umfasst darüber
hinaus einen darüber
geformten Bund mit einer Ausnehmung um die Kappe herum, eine Fläche, unter
der die Kappe sitzt, eine Außenumfangsfläche und
eine Öffnung,
durch die sich der Zapfen erstreckt. Der Bund ist an die Aufnahmefläche des
Lampengehäuses
schergeschweißt,
so dass der Metallbolzen an dem Lampengehäuse durch den scherge schweißten Bund
angebracht ist und der Zapfen sich von dem Lampengehäuse nach
außen
erstreckt.
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In
einer Ausführungsform
sind die Kappe und die Ausnehmung in dem Bund derart geformt, dass im
Wesentlichen verhindert wird, dass sich die Kappe um ihre Längsachse
dreht, wenn sie in dem Bund angeordnet ist. Beispielsweise können die
Kappe und die Ausnehmung in dem Bund beide eine ovale Form aufweisen,
um eine derartige Drehung zu verhindern. Alternativ kann die Außenumfangskante
der Kappe eine Vielzahl von zahnradartigen Zähnen umfassen, und die Innenumfangsfläche des
Bundes kann eine entsprechende Vielzahl von zahnradartigen Zähnen umfassen.
Diese zahnradartigen Zähne
können
miteinander in Wechselwirkung stehen, um zu verhindern, dass sich
die Kappe und der Bolzen um die Längsachse des Bolzens drehen.
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Das
Lampengehäuse
und der Bund sollten das gleiche scherschweißbare Material umfassen, um
die effektivste Schweißung
zwischen dem Bund und dem Lampengehäuse zu erhalten. Beispielsweise
kann das scherschweißbare
Material jede beliebige Anzahl von Kunststoffpolymeren umfassen.
Der Bund kann an die Aufnahmefläche
des Lampengehäuses
um die Außenumfangsfläche des
Bundes herum schergeschweißt
werden. Die Aufnahmefläche kann
eine erhöhte
Rippe an dem Lampengehäuse umfassen,
die eine Aufnahmeausnehmung für
den Bund bildet. Die Oberseite der erhöhten Rippe umfasst eine abgewinkelte
Leiteinrichtung, die hilft, den Bund in die Aufnahmeausnehmung zu
führen.
Der Bolzen kann auch einen Gewindeabschnitt aufweisen, damit der
Bolzen an eine Verankerung, wie etwa eine Montageplatte, in einem
Kraftfahrzeug montiert werden kann.
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Der
Metallbolzen kann an dem Kraftfahrzeuglampengehäuse durch ein Scherschweißverfahren
angebracht werden. Ein derartiges Verfahren umfasst den Schritt,
dass der Bund über
die Kappe geformt wird, so dass eine Ausnehmung um die Kappe herum
gebildet wird, und eine Öffnung
gebildet wird, die zulässt,
dass sich der Zapfen durch den Bund erstrecken kann. Eine Fläche des
Bundes wird an eine Fläche
an dem Kraftfahrzeuglampengehäuse
schergeschweißt,
so dass der Bolzen über
den Bund an dem Kraftfahrzeuglampengehäuse angebracht wird. Die Oberfläche des
Bundes, die an das Lampengehäuse
geschweißt
ist, kann die Außenumfangsfläche des
Bundes sein. Die Fläche
des Kraftfahrzeuglampengehäuses
kann eine Aufnahmeausnehmung umfassen, in der der Bund an das Lampengehäuse geschweißt wird.
Nachdem der Bund und der Bolzen an das Lampengehäuse schergeschweißt worden
sind, kann der Bolzen an eine an einem Kraftfahrzeug angeordnete
Verankerung montiert werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung, die Art und Weise, diese zu
erhalten, und die Erfindung selbst werden anhand der folgenden Beschreibung der
Ausführungsformen
der Erfindung in Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden
Zeichnungen deutlicher und besser verstanden werden, wobei:
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1 einen
Querschnitt einer gewöhnlichen Anordnung
zum Verbinden einer Lampenanordnung mit einer Montageplatte eines
Kraftfahrzeugs zeigt;
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2a eine
Seitenansicht einer bekannten Ausführungsform eines Bolzens 10 zeigt,
der an ein Lampengehäuse
geschweißt
werden kann;
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2b eine
Seitenansicht einer weiteren bekannten Ausführungsform einer Bolzenanordnung zeigt,
die an ein Lampengehäuse
reibgeschweißt werden
kann;
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3a einen
Querschnitt der Bolzenanordnung von 2b zeigt,
die eine dünne
Lampenanordnung mit einer Montageplatte eines Kraftfahrzeugs verbindet;
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3b einen
Querschnitt der Bolzenanordnung von 2b zeigt,
die eine normal bemessene Lampenanordnung mit einer Montageplatte
eines Kraftfahrzeugs verbindet;
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4 eine
Explosionsansicht einer Bolzen- und Bundanordnung gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Draufsicht der zusammengebauten Bolzen- und Bundanordnung von 4 ist;
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6 eine
Ansicht von hinten eines Teilstücks
des Lampengehäuses
ist, an dem die Bolzen-Bund-Anordnung von 5 angebracht
ist;
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7 eine
Querschnittsansicht der Bolzen- und Bundanordnung von 5 ist,
die an das Lampengehäuse
geschweißt
ist;
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8 eine
Querschnittsansicht des Lampengehäuses von 6 ist,
das an einer Montageplatte eines Kraftfahrzeugs angebracht ist;
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9a eine
Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform der Bolzen- und
Bundanordnung ist;
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9b eine
Perspektivansicht der zusammengebauten Bolzen- und Bundanordnung von 9a ist;
und
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9c eine
Perspektivansicht von hinten der Bolzen- und Bundanordnung von 9a ist.
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Entsprechende
Bezugszeichen in den Figuren geben in allen Figuren entsprechende
Teile an.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeuglampenanordnungen. Im
Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung und
ein Verfahren zum Anbringen eines Bolzens an einem Kraftfahrzeuglampengehäuse. 4 zeigt
eine Explosionsperspektivansicht einer Ausführungsform einer Bolzen- und
Bundanordnung 40, die dazu dient, einen einseitigen Bolzen 50 an
einem Kraftfahrzeuglampengehäuse 20 (das
in 7 gezeigt ist) anzubringen. Wie es in 4 gezeigt
ist, ist der Bolzen 50 ein einziges Stück aus Metall, das einen Zapfen 51 mit
einem Gewindeabschnitt 16 und einen kreisförmigen Kappenabschnitt 52 aufweist.
Der Bolzen 50 kann jede Art von Metall oder Legierung umfassen,
die spanend bearbeitet oder gegossen werden kann und Stahl, Aluminium
und Zink umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Obwohl der Zapfen 51 nicht
in allen Ausführungsformen
den Gewindeabschnitt 16 erfordert, wird der Gewindeabschnitt 16 in dieser
Ausführungsform
dazu verwendet, den Bolzen 50 an einer entsprechenden Verankerung,
wie etwa einer Montageplatte, mit einer Gewindemutter (die in 8 gezeigt
ist) an einem Kraftfahrzeug anzubringen. Der Kappenabschnitt 52 befindet
sich an einem Ende des Bolzens 50 und ist einstückig mit
dem Zapfen 51. In dieser Ausführungsform weist der Kappenabschnitt 52 eine
Vielzahl von zahnradartigen Zähnen 38 auf,
die um seine Umfangskante 37 herum angeordnet sind.
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Weiterhin
nach 4 ist der kreisförmige Bund 41 derart
durch in der Technik allgemein bekannte Mittel über den Bolzen 50 geformt,
dass er an dem Kappenabschnitt 52 befestigt ist. Obgleich 4 eine
Explosionsansicht der Bolzenanordnung 40 zeigt, dient eine
solche Ansicht lediglich zu Diskussionszwecken, da die Bolzenanordnung
tatsächlich
ein Stück
ist, nachdem der Bund 41 über den Kappenabschnitt 52 geformt
worden ist. Der Bund 41 ist aus jeder beliebigen Art von
Kunststoff oder anderem Material hergestellt, das an ein Lampengehäuse schergeschweißt und über den
Bolzen 50 geformt werden kann (d.h. "scherschweißbares Material"). Wenn der Bund 41 über den
Kappenabschnitt 52 geformt ist, ist eine Ausnehmung 45 um
den Kappenabschnitt 52 des Bolzens 50 herum gebildet
und hält diesen.
Der Bund 41 ist wie ein Ring geformt und weist eine Innenumfangsfläche 42 und
eine Außenumfangsfläche 43 auf.
Die Innenumfangsfläche 42 bildet
entsprechende zahnradartige Zähne 38,
wenn der Bund 41 über
den Kappenabschnitt 52 geformt wird, so dass der Bund um
die Umfangskante 37 des Kappenabschnitts passt. Der Bund 41 weist
darüber hinaus
eine ausgenommene Fläche 44 auf,
die der Rückseite
des Kappenabschnitts 52 benachbart sitzt. Die ausgenommene
Fläche 44 bildet
eine Öffnung 47 um
den Zapfen 51 des Bolzens 50 herum, wenn der Bund 41 über den
Kappenabschnitt 52 geformt ist. Der Zapfen 51 erstreckt
sich durch eine Öffnung 47 hindurch
und von dieser weg.
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Wenn
der Bund 41 über
den Kappenabschnitt 52 geformt ist, sitzt der Kappenabschnitt
in einer Ausnehmung 45 und gegen die ausgenommene Fläche 44,
so dass die Oberseite des Kappenabschnittes unter die Fläche 46 des
Bundes gesetzt ist. 5 zeigt die Anordnung 40 mit
dem um den Kappenabschnitt 52 geformten Bund 41.
Wie es in 5 zu sehen ist, ist die obere
Fläche
des Kappenabschnitts 52 (die durch die gestrichelte Linie 33 angegeben
ist) unter der Fläche 46 des
Bundes 41 angeordnet. Wie es nachstehend ausführlicher
erläutert wird,
wird der Bund 41 dazu verwendet, den Bolzen 50 an
einem Kraftfahrzeuglampengehäuse 20 durch Ultraschallschweißen oder
Scherschweißen
des Bundes 41 an eine Aufnahmeausnehmung 60 an dem
Lampengehäuse
(die in 7 gezeigt ist) anzubringen.
So wie sie hierin verwendet werden, sind die Ausdrücke "Ultraschallschweißen" und "Scherschweißen" austauschbar und
beziehen sich jeweils auf ein Verfahren, bei dem der Bund und das
Lampengehäuse
Hochfrequenz-Schallwellen ausgesetzt werden, die den Bund und das
Lampengehäuse
in Schwingung versetzen, um Reibung und stark fokussierte Wärme zu erzeugen,
die das Lampengehäuse und
den Bund miteinander verschmelzen oder verschweißen wird. Der Zweckmäßigkeit
halber wird von hier an nur der Ausdruck Scherschweißen verwendet,
um dieses Schweißverfahren
zu beschreiben.
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6 zeigt
eine Ansicht von hinten eines Teilstücks eines Lampengehäuses 20 mit
einer Aufnahmefläche,
an die Bund- und Bolzenanordnung 40 ebenfalls geschweißt sind.
Wie es in 6 gezeigt ist, umfasst in dieser
Ausführungsform
die Aufnahmefläche
eine geformte erhöhte
Rippe 62 an dem Lampengehäuse 20. Die erhöhte Rippe 62 bildet
eine Aufnahmeausnehmung 60, die einen Durchmesser aufweist,
der kleiner ist als der Durchmesser des Bundes 41. Die
Oberseite der erhöhten
Rippe 62 umfasst eine abgewinkelte Einleitungseinrichtung 55 (wie
sie am besten in 7 gezeigt ist), die hilft, den Bund 41 während des
Einsetzens in die Aufnahmeausnehmung zu führen. 7 zeigt
eine Querschnittsansicht der Bund- und Bolzenanordnung 40, die
an das Lampengehäuse 20 geschweißt ist.
Um den Bund 41 an das Lampengehäuse 20 zu schweißen, wird
eine Scherschweißvorrichtung
(nicht abgebildet) verwendet, um Ultraschallenergie auf den Bund
und die erhöhte
Rippe 62 aufzubringen. Wenn der Bund 41 und die
Rippe 62 miteinander verschmelzen, wird die Bolzenanordnung 40 in
die Aufnahmeausnehmung 60 hineingetrieben. Sobald die Bund-
und Bolzenanordnung 40 vollständig in die Ausnehmung 60 eingesetzt
worden sind, wird die Fläche 46 des
Bundes 41 mit der Sitzfläche 61, die an das
Lampengehäuse
angeformt ist, in Kontakt gelangen und dagegen sitzen.
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Weiterhin
nach 7 wird die Umfangsfläche 43 während des
Scherschweißens
mit der Rippe 62 an den Schweißgrenzflächen 31 verschmelzen. Schweißgrenzfläche 31 bezieht
sich auf die Stelle, an der sich die Schweißnaht bildet, wenn Material
von sowohl der Rippe 62 als auch der Umfangsfläche 43 miteinander
verschmolzen wird. Obgleich die Rippe 62 in dieser Ausführungsform
an der Rückseite
von und gleichzeitig mit dem Lampengehäuse 20 geformt wird,
um die Aufnahmeausnehmung 60 zu bilden, könnte die
Aufnahmeausnehmung an einem Winkel oder irgendeiner anderen ähnlichen
Montageeinrichtung gebildet werden, die an dem Lampengehäuse angebracht
ist. Typischerweise werden für
die Scherschweißung
zwischen dem Bund 41 und dem Lampengehäuse 20 Idealerweise
der Bund 41 und das Lampengehäuse 20 das gleiche
scherschweißbare Material,
wie etwa Polypropylen, ABS-Kunststoff oder irgendeine andere Art
von Kunststoffpolymer, umfassen. Jedoch können der Bund 41 und
das Gehäuse 20 unterschiedliche
Materialien umfassen, die über Scherschweißen miteinander
verbunden werden können,
vorausgesetzt, dass Unterschiede in den Schweißeigenschaften dieser Materialien
berücksichtigt
werden.
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Weiterhin
nach 7, wird, nachdem der Scherschweißprozess
stattgefunden hat, der Bolzen 50 sicher an dem Lampengehäuse 20 durch
den Bund 41 festgehalten, und der Gewindeabschnitt 16 des
Bolzens ragt von dem Lampengehäuse 20 weg. In
dieser Ausführungsform
wird der Bund 41, da er an das Lampengehäuse 20 geschweißt ist,
feststehend bleiben, und durch die Wechselwirkung der zahnradartigen
Zähne 38 der
Kappe mit den zahnradartigen Zähnen 38 des
Bundes (die in 4 gezeigt sind) wird verhindert,
dass sich der Bolzen 50 um seine Längsachse 35 dreht.
Somit kann in dieser Ausführungsform
der Bolzen 50 dazu verwendet werden, das Lampengehäuse 20 durch
in der Technik allgemein bekannte Mittel an ein Kraftfahrzeug zu
montieren. 8 zeigt eine Querschnittsansicht
des Lampengehäuses 20,
das an einer Montageplatte 18 eines Kraftfahrzeugs angebracht
ist. Wie es in 8 gezeigt ist, wird der Gewindeabschnitt 16 der
Bund- und Bolzenanordnung 40 durch die Öffnung 17 der Montageplatte 18 hindurch
eingesetzt. Die Mutter 19 wird dann an dem Gewindeabschnitt 16 befestigt,
um die Anordnung 40 und das Lampengehäuse 20 an der Montageplatte 18 des
Kraftfahrzeugs anzubringen. Das Scherschweißverfahren verringert die Abweichungen
der Verbindung zwischen Lampengehäuse und Montageplatte für eine besondere
Baureihe von Kraftfahrzeugen.
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Anders
als die reibgeschweißte
Anordnung und das Reibschweißverfahren
bewirkt das Scherschweißen
nicht, dass die Bund- und Bolzenanordnung 40 in das Lampengehäuse hineingetrieben
werden. Darüber
hinaus wird die Platte 29 der Montageplatte (die in 1 gezeigt
ist) zum Verbinden eines zweiseitigen Bolzens zur Verbindung einer
schergeschweißten
Bund- und Bolzenanordnung
mit dem Montagewinkel nicht benötigt.
In dieser Ausführungsform
sitzt das Lampengehäuse
direkt auf der Montageplatte, um diese Abweichungsursachen zu beseitigen,
die den Stand der Technik plagen. Dementsprechend beseitigt das
Lampengehäuse,
das auf der Montageplatte sitzt, Abweichungen in der Verbindung
zwischen Lampengehäuse
und Kraftfahrzeug und ermöglicht
ein genaueres Passen zwischen Lampengehäuse und Kraftfahrzeug während seines Herstellungsverfahrens.
Dies verringert Spalten und die Zeit und Kosten, die benötigt werden,
um derartige Spalten zu füllen.
Weitere Vorteile der schergeschweißten Konstruktion umfassen
eine festere Schweißnaht,
die Konstruktionen mit ausfallender Verbindung verhindert, da das
Scherschweißen
des Bundes 41 an die Rippe 62 in der Aufnahmeausnehmung 60 eine
beständigere
Schweißverbindung
zwischen den beiden erzeugt. Indem eine Aufnahmefläche an dem
Lampengehäuse
für die
stattzufindende Scherschweißung
vorgesehen ist, können
darüber hinaus
die Konstrukteure jegliche Abhängigkeit
von Vorsprüngen
an dem Lampengehäuse
beseitigen, die die Herstellungskosten und die Wahrscheinlichkeit
eines Versagens der Form erhöhen.
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Es
gibt weitere Ausführungsformen
der Bund- und Lampenanordnung. Beispielsweise zeigt 9a eine
Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform der Bolzen- und
Bundanordnung 70. 9b zeigt
eine Perspektivansicht von hinten einer zusammengebauten Bolzen-
und Bundanordnung 70 dieser Ausführungsform, und 9c zeigt
eine Perspektivansicht von hinten einer anderen Ausführungsform
der Bund- und Schaftanordnung 70. Wie es in diesen Figuren
gezeigt ist, umfasst die Anordnung 70 einen Bolzen 64.
Der Bolzen 64 umfasst noch immer einen Zapfen 51 mit
einem Gewindeabschnitt 16. Jedoch umfasst in dieser Ausführungsform
der Bolzen 64 einen unterschiedlichen Kappenabschnitt 66,
der eine ovale Form besitzt und keinerlei an seiner Umfangskante 37 an geordnete,
zahnradartige Zähne
aufweist. Die Bolzen- und Bundanordnung 70 weist auch einen
unterschiedlichen Bund 67 auf, der eine ovale Form besitzt
und derart bemessen ist, dass er den Kappenabschnitt 66 des
Bolzens 64 aufnimmt. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform
weist der Bund 67 eine Ausnehmung 45 auf. Der Bund 67 weist
auch eine ausgenommene Fläche 44 mit
einer Öffnung 47 auf.
Der Bund weist auch eine Innenumfangsfläche 42 und eine Außenumfangsoberfläche 43 auf.
Anders als der Bund 40 der vorhergehenden Ausführungsform
weist der Bund 67 keinerlei an der Innenumfangsfläche 41 des
Bundes angeordnete, zahnradartige Zähne auf. Der Bund 67 ist derart über den
Kappenabschnitt 66 geformt, dass der Kappenabschnitt in
der Ausnehmung 45 sitzt und der Zapfen 51 sich
von dem Bund 67 weg durch die Öffnung 47 erstreckt.
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Nach
den 7 und 8 kann diese Ausführungsform
der Bolzen- und Bundanordnung 70 auf die gleiche Weise
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform
durch Schweißen
der Umfangsfläche 43 an
Rippe 62 an das Lampengehäuse 20 schergeschweißt werden,
so dass der Bund 67 in die Aufnahmeausnehmung 60 hineingetrieben
wird. Jedoch wird in dieser Ausführungsform
durch die Wechselwirkung der zahnradartigen Zähne 38 des Kappenabschnitts
mit den zahnradartigen Zähnen 38 des
Bundes (die in 4 gezeigt sind) nicht verhindert,
dass sich der Bolzen 50 dreht. Stattdessen wird durch die
Wechselwirkung der Umfangskante 37 des Kappenabschnitts
mit der Innenumfangsfläche 41 des
Bundes verhindert, dass sich der Bolzen 64 um seine Längsachse 35 dreht.
Somit ist es in dieser Ausführungsform
die ovale Form des Kappenabschnitts 66 und des Bundes 67,
die verhindert, dass sich der Bolzen 50 dreht, und die
zulässt,
dass der Bolzen verwendet werden kann, um das Lampengehäuse an einem
Kraftfahrzeug zu befestigen, auf die gleiche Weise wie bei der vorherigen
Ausführungsform.
Es ist somit festzustellen, dass der Bund und die Kappe jede Form
aufweisen können,
die eine Drehung verhindert, wie etwa ein Quadrat, ein Rechteck
oder ein Dreieck, solange der Bund und die Kappe zusammengefügt werden
können,
um eine Bolzen- und Bundanordnung zu bilden. Es wird deutlich, dass
unzählige
Ausführungsformen
vorhanden sind, indem einfach die Form des Bundes der Bolzen-Bund-Anordnung und der
Aufnahmefläche
des Lampengehäuses 20 verändert wird,
und indem alternative Flächen
gewählt
werden, um Ultraschallenergie aufzubringen. Jedoch ist in jeder
der Ausführungsform
mindestens eine Fläche
des Bundes mit mindestens einer Fläche (die der Zweckmäßigkeit halber
die Aufnahmeausnehmung 60 genannt wird) des Lampengehäuses 20 an
einer Schweißgrenzfläche 31 schergeschweißt, an der
die beiden Flächen über eine
Scherschweißung
miteinander verbunden werden.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen zeigen,
wie ein Bolzen an einem Lampengehäuse angebracht werden kann,
indem ein Bund, der aus einem scherschweißbaren Material hergestellt
ist, über Scherschweißen mit
einem Lampengehäuse
verbunden werden kann, nachdem das Lampengehäuse geformt worden ist. Dies
erlaubt eine größere Flexibilität bei der
Konstruktion, eine Verringerung der Formkosten und hat die Tauglichkeit,
dünnere
Lampengehäuse
herzustellen. Darüber
hinaus vermindern diese Ausführungsformen
die Abweichungen der Verbindung des Lampengehäuses mit dem Kraftfahrzeug,
um bessere Lampengehäusepassungen bereitzustellen,
was wiederum Spalten und die Zeit und Kosten beseitigt, die benötigt werden,
um diese Spalten zu schließen.
Darüber
hinaus erzeugt ein Scherschweißen
der Umfangskante des Bundes an das Lampengehäuse eine beständigere
Schweißnaht,
die einen Ausfall verhindert und die es ermöglicht, dass eine festere Verbindung
mit dem Kraftfahrzeug hergestellt werden kann, wenn die Lampenanordnung
an dieses montiert wird.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung ausführlich
anhand ihrer besonderen Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist diese anhand nicht einschränkender
Beispiele der Erfindung geboten werden, da viele weitere Versionen
möglich
sind. Obwohl die Ausführungsformen
in Bezug darauf beschrieben worden sind, dass sie an eine Aufnahmeausnehmung 60 eines
Lampengehäuses
geschweißt
werden, ist beispielsweise festzustellen, dass die Ausführungsformen
an einen Träger
geschweißt
werden können,
der an dem Lampengehäuse
oder irgendeiner anderen ähnlichen
Vorrichtung angeordnet ist. Obwohl die vorliegende Erfindung mit
einer Vielfalt von unterschiedlichen Lampenanordnungen verwendet
werden kann, sei vorweggenommen, dass Fachleuten eine Vielfalt von
anderen Abwandlungen und Änderungen
deutlich werden, und dass derartige Abwandlungen und Änderungen
im Gedanken und Umfang der folgenden Ansprüche miteingeschlossen sein
sollen.