DE102007021268A1

DE102007021268A1 - Verfahren zur Montage einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug und hiermit herstellbare Verstelleinheit

Info

Publication number: DE102007021268A1
Application number: DE102007021268A
Authority: DE
Inventors: Uwe Klippert
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2008-11-06
Also published as: WO2008135496A3; US8557080B2; EP2152497A2; WO2008135496A2; US20100126305A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug, die zur Einstellung eines Kraftfahrzeugteiles dient, und umfasst folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen mindestens einer Strahlungsquelle, mit der eine zum Laserschweißen verwendbare Laserstrahlung erzeugbar ist; - Bereitstellen mindestens eines Gehäuseteiles der Verstelleinheit, das zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung der Strahlungsquelle nicht durchlässigen (nicht transparenten) Material besteht; - Bereitstellen mindestens eines weiteren Gehäuseteiles der Verstelleinheit, das zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung der Strahlungsquelle durchlässigen (transparenten) Material besteht; - Anordnen weiterer Funktionskomponenten der Verstelleinheit an mindestens einem der Gehäuseteile, so dass diese in oder an dem aus den Gehäuseteilen zusammengesetzten Gehäuse angeordnet werden; - Verbinden der Gehäuseteile, indem das Gehäuse und die Strahlungsquelle derart zueinander positioniert werden, dass hiervon ausgesandte Laserstrahlung durch einen für die Strahlung durchlässigen Bereich des Gehäuses hindurch auf einen für die Strahlung undurchlässigen (also diese absorbierenden) Bereich des Gehäuses trifft und hierdurch zwei aneinander anliegende Bereiche der Gehäuseteile miteinander verbindet, und - derartiges Positionieren des Gehäuses und der Strahlungsquelle zueinander, dass von der Strahlungsquelle ausgesandte Laserstrahlung durch ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 sowie eine hierdurch herstellbare Verstelleinheit gemäß Patentanspruch 21.
Bei einer derartigen Verstelleinheit kann es sich insbesondere um eine Verstellvorrichtung handeln, die zur Einstellung der Position eines Kraftfahrzeugteiles dient, wie z. B. der Einstellung einer verstellbaren Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür, deren Einstellung eines dem Sonnenschutz dienenden Rollos, der Einstellung eines Sitzteiles eines Kraftfahrzeugs oder der Einstellung eines Schlossteiles eines Schließsystems des Kraftfahrzeugs. Konkret wird die Verstelleinheit beispielsweise durch eine Antriebseinheit gebildet, die ein aus den besagten Gehäuseteilen bestehendes Antriebsgehäuse und hierin bzw. hieran angeordnete/gelagerte Antriebskomponente aufweist, wie z. B. Getriebeteile, Lagerelemente für die Getriebeteile, Sensorelemente, eine Steuereinrichtung (Einschubelektronik), elektrische Stecker, Steckeradapter, Bürstenhalter eines Kommutatormotors usw.
Konkret geht es um die Montage einer Verstelleinheit, die mindestens ein erstes und ein zweites Gehäuseteil umfasst, welche zur Bildung eines Gehäuses der Verstelleinheit miteinander zu verbinden sind, und die weiterhin an oder in dem Gehäuse anzuordnende Funktionskomponenten umfasst, die an einem der beiden Gehäuseteile festzulegen sind.
Zur Herstellung der hierfür erforderlichen Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen sowie dem hieraus gebildeten Gehäuse und den weiteren Funktionskomponenten finden unterschiedliche Fügetechniken, regelmäßig in Kombination, Anwendung, wie zum Beispiel Schweißen, Induktivschmelzen, Löten, Kleben, Verrasten, Vernieten und Verschrauben.
Als Schweißtechnik kommt dabei insbesondere auch das so genannte Laserschweißen in Frage, vergleiche EP 0 751 865 B2 .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangsgenannten Art zu schaffen, das sich durch eine einfache und zeitsparende Ausführbarkeit auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach werden zur Montage der Verstelleinheit folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

– Bereitstellen mindestens einer Strahlungsquelle, mit der eine zum Laserschweißen verwendbare Laserstrahlung erzeugbar ist;
– Bereitstellen mindestens eines Gehäuseteiles der Verstelleinheit, das zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung der Strahlungsquelle nicht durchlässigen (nicht transparenten) Material besteht;
– Bereitstellen mindestens eines weiteren Gehäuseteiles der Verstelleinheit, das zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung der Strahlungsquelle durchlässigen (transparenten) Material besteht;
– Anordnen weiterer Funktionskomponenten der Verstelleinheit an mindestens einem der Gehäuseteile, so dass diese in oder an dem aus den Gehäuseteilen zusammengesetzten Gehäuse angeordnet werden;
– Verbinden der Gehäuseteile, indem das Gehäuse und die Strahlungsquelle derart zueinander positioniert werden, dass hiervon ausgesandte Laserstrahlung durch einen für die Strahlung durchlässigen Bereich des Gehäuses hindurch auf einen für die Strahlung undurchlässigen (also diese absorbierenden) Bereich des Gehäuses trifft und hierdurch zwei aneinander anliegende Bereiche der Gehäuseteile miteinander verbindet, und
– derartiges Positionieren des Gehäuses und der Strahlungsquelle zueinander, dass von der Strahlungsquelle ausgesandte Laserstrahlung durch einen für die Laserstrahlung durchlässigen Bereich hindurch in das Innere des Gehäuses eindringt und dort mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Funktionskomponente der Verstelleinheit mit dem Gehäuse verbindet.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass mit einer Laseranordnung sowohl die das Gehäuse der Verstelleinheit bildenden Gehäuseteile als auch weitere im oder am Gehäuse angeordnete Funktionskomponenten der Verstelleinheit in ihrer jeweiligen bestimmungsgemäßen Lage fixiert werden können. Insbesondere können durch die Verwendung des Laserschweißens für eine Mehrzahl Fügevorgänge, die nicht nur die Verbindung von Gehäuseteilen sondern darüber hinaus auch die Fixierung weiterer Funktionskomponenten am Gehäuse betreffen, andere Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben oder Rastmittel zumindest teilweise entfallen.
Dabei kann die verwendete Strahlungsquelle einerseits nur ein einzelnes Laserstrahlung abstrahlendes Element umfassen, so dass bei der Montage stets nur ein Laserstrahl auf die Verstelleinheit einwirkt und die Verstelleinheit einerseits sowie die Strahlungsquelle andererseits während der Montage sukzessive so zu positionieren sind, dass der eine Laserstrahl nacheinander die erforderlichen Verbindungen zwischen Bauteilen der Verstelleinheit herstellt. Andererseits kann die verwendete Strahlungsquelle aber auch mehrere Laserstrahlung aussendende Elemente umfassen, so dass während der Montage der Verstelleinheit gleichzeitig an mehreren Stellen jeweils (aus unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Raumstellen abgesandte) Laserstrahlung auf die Verstelleinheit auftrifft, um dortige Bauteile bestimmungsgemäß miteinander zu verbinden.
Die durch das Laserschweißen miteinander zu verbindenden Bereiche der Gehäuseteile sowie die durch das Laserschweißen an dem Gehäuse zu fixierenden Bereiche der weiteren Funktionskomponenten der Verstelleinheit bestehen insbesondere aus Kunststoff; jedoch kann das Laserschweißen auch auf Metallteile angewandt werden, vergleiche Merkblatt DVS 3203, Teil 4 des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik e. V. (1988).
Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile mittels Laserschweißen liegen die beiden Gehäuseteile bereichsweise aneinander an, gegebenenfalls über einen Steckerbereich, mit dem eines der Gehäuseteile in einen zugeordneten Aufnahmebereich des anderen der beiden Gehäuseteile eingreift.
Die beiden Gehäuseteile werden dann derart mit der zur Herstellung der Bauteilverbindung verwendeten Laserstrahlung bestrahlt, dass diese zunächst einen für die Laserstrahlung durchlässigen Bereich eines der beiden Gehäuseteile durchstrahlt und dann auf einen hieran anliegenden nicht durchlässigen (d. h., die Laserstrahlung absorbierenden) Bereich des anderen der beiden Gehäuseteile trifft, wobei die beiden Gehäuseteile durch Aufschmelzen des die Laserstrahlung absorbierenden Bereiches des anderen Gehäuseteiles miteinander verschweißt werden.
In entsprechender Weise wird zur Fixierung weiterer Funktionskomponenten an bzw. in dem Gehäuse die Laserstrahlung so zugeführt, dass sie zunächst einen für die Laserstrahlung durchlässigen Bereich des Gehäuses durchstrahlt und anschließend auf einen hieran zu fixierenden Bereich der entsprechenden Funktionskomponente auftrifft, der an jenem Gehäusebereich anliegt, so dass hierdurch wiederum eine Schweißverbindung gebildet wird.
Bei den am Gehäuse der Verstelleinheit zu fixierenden weiteren Funktionskomponenten kann es sich beispielsweise um Lagerelemente für Getriebeteile, um Sensorelemente, um eine Steuereinrichtung (Steuerelektronik), um Antriebselemente oder um elektrisch leitenden Elemente, wie z. B. Stecker, Steckeradapter, Verbindungskabel oder Bürsten eines Kommutatormotors, handeln. Diesen Elementen ist typischerweise eine Aufnahme bzw. eine Schutzhülle (z. B. im Fall elektrischer Leitungen) aus Kunststoff oder Metall zugeordnet, über die dann die Befestigung am Gehäuse der Verstelleinheit durch Laserschweißen erfolgt. Die genannten Steckeradapter können dabei durch Laserschweißen nicht nur an dem Gehäuse fixiert sondern zudem auch abgedichtet werden.
Ferner können durch das Laserschweißen Bauteile in oder an dem Gehäuse auch aus dem Grund fixiert werden, um Klappergeräusche zu vermeiden.
Weiterhin kann im oder am Gehäuse ein elastisches Element (Federelement) angeordnet sein, das auf mindestens eine der am Gehäuse zu befestigenden Funktionskomponenten derart unter Vorspannung einwirkt, dass diese Funktionskomponente in ihre bestimmungsgemäße Position am bzw. im Gehäuse vorgespannt ist. Durch die Verwendung eines solchen elastischen Elementes zur Positionierung in dem Gehäuse angeordneter Funktionskomponenten vor dem Laserschweißen können zusätzliche Justagevorgänge entfallen. Anstelle einer Fixierung der entsprechenden Funktionskomponente am Gehäuse durch Laserschweißen oder ergänzend hierzu kann auch eine Fixierung jenes elastischen Elementes durch Laserschweißen erfolgen.
Weiterhin kann ein und dieselbe Schweißnaht, die beim Laserschweißen mittels der hierfür verwendeten Laserstrahlung gebildet wird, sowohl zur Verbindung der Gehäuseteile als auch zur Fixierung mindestens einer weiteren Funktionskomponente an dem Gehäuse genutzt werden. Hierzu wird die zur Bildung der Schweißnaht verwendete Laserstrahlung einerseits so geführt, dass sie auf einander anliegende Bereiche der zu verbindenden Gehäuseteile auftrifft, und andererseits in einem unmittelbar daran anschließenden Bereich so geführt, dass sie auf einander anliegende Bereiche des Gehäuses und einer hieran zu fixierenden weiteren Funktionskomponente trifft.
Eine erfindungsgemäß durch Laserschweißen montierbare Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug ist durch die Merkmale des Anspruchs 21 charakterisiert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen jener Verstelleinheit ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, das zwei durch Laserschweißen miteinander verbundene Gehäuseteile aufweist, sowie mit in dem Gehäuse angeordneten weiteren Funktionskomponenten, die zumindest teilweise durch Laserschweißen am Gehäuse fixiert sind;
2 eine erste Abwandlung des Ausführungsbeispieles aus 1;
3 einen Teil der Verstelleinheit aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
4a und 4b je einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug, bei der mittels einer Schweißnaht sowohl zwei Gehäuseteile miteinander verbunden werden als auch mindestens eine weitere Funktionskomponente an dem Gehäuse fixiert wird;
5 ein Ausführungsbeispiel einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug, deren Gehäuse mehrere separate, voneinander getrennte Bereiche definiert.
1 zeigt einen Ausschnitt einer Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug in Form eines Gehäuses 1, 2, in dessen Innenraum ein Verstellgetriebe gelagert ist. Dieses wird in bekannter Weise z. B. mittels eines zugeordneten Antriebsmotors angetrieben und dient beispielsweise zur Einstellung der Position eines Sitzteils eines Kraftfahrzeugs oder eines sonstigen Verstellteiles.
Das Gehäuse weist hier zwei Gehäuseteile 1, 2 auf, die aus Kunststoff bestehen und jeweils halbschalenförmig ausgebildet sind, so dass sie mit ihren Grundkörpern 10, 20 einen Innenraume des Gehäuses 1, 2 begrenzen. Die beiden Gehäuseteile sind an ihrem Rand mittels aneinander anliegender Befestigungsbereiche in Form von Befestigungsflanschen 15, 25 derart miteinander verbunden, dass sie einen Innenraum des Gehäuses umschließen, in dem ein Getriebeelement 6 mit einer äußeren Verzahnung 60, z. B. in Form einer Schnecke oder Spindel, gelagert ist. Hierzu dient eine im Gehäuse 1, 2 angeordnete Lageraufnahme 4 mit einem ersten Aufnahmebereich 4a, in dem eine Lagerscheibe 5a aus Metall als Axiallager für das Getriebeelement 6 angeordnet ist, sowie einem zweiten Aufnahmebereich 4b, in dem ein Radiallager 5b in Form eines Kalottenlagers angeordnet ist. Dieses wird von einer dem Getriebeelement 6 zugeordneten, insbesondere einstückig hieran angeformten, Lagerwelle 61 durchgriffen, die sich axial an der Lagerscheibe 5a abstützt.
Weiterhin ist am Gehäuse 1, 2 ein elastisches Element 3 vorgesehen, insbesondere einstückig angeformt, das in das Innere des Gehäuses ragt und unter Vorspannung derart auf die Lageraufnahme 4 einwirkt, dass diese in Richtung auf ihre bestimmungsgemäße Position im Inneren des Gehäuse 1, 2 vorgespannt ist.
Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 1, 2 durch Laserschweißen unter Verwendung einer von einer Laseranordnung erzeugten Laserstrahlung L bestehen die beiden Gehäuseteile 1, 2 vorliegend überwiegend aus einem für die Laserstrahlung durchlässigen Material. Lediglich ein Bereich 11 des einen Gehäuseteils 1, der insbesondere auch dessen Befestigungsflansch 15 umfasst, besteht aus einem für die Laserstrahlung L nicht durchlässigen Material. Hierzu kann der Kunststoff, aus dem das eine Gehäuseteil 1 besteht, in jenem Bereich 11 beispielsweise mit geeigneten Zusatzstoffen versehen sein.
Reine, nicht mit Zusatzstoffen versetzte Kunststoffe absorbieren elektromagnetische Strahlung in der Regel nur im Ultraviolett-Bereich sowie im Infrarot-Bereich und weisen zwischen diesen beiden Banden nur eine vernachlässigbar kleine Absorption von Licht auf. Allerdings ist bei der Auswahl eines für die verwendete Laserstrahlung L durchlässigen (transparenten) Kunststoffes darauf zu achten, dass dieser das Licht nicht zu stark streut; anderenfalls besteht trotz der prinzipiellen Durchlässigkeit der Kunststoffe im Bereich des sichtbaren Lichtes wegen Streueffekten keine hinreichende Transparenz. Diese Probleme sind bekannt und gut untersucht, so dass ein Fachmann ohne weiteres geeignete, für die verwendete Laserstrahlung hinreichend transparente Kunststoffe auswählen kann, vergleiche Thomas Renner/Michael Sieffert in Kunststoffe 2/2004, Seiten 30 bis 36 (München, 2004).
Als Laser, die für das Laserschweißen geeignet sind, unter anderem, weil die Wellenlängen der Laserstrahlung in einem Bereich liegen, in dem viele Kunststoffmaterialien durchlässig (transparent) sind, gehören Diodenlaser sowie Nd:YAG-Laser.
Als Zusatzstoffe, mit denen in einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteil 1 gezielt ein Bereich 11 geschaffen werden kann, der für die verwendete Laserstrahlung L nicht transparent ist, eignen sich beispielsweise Ruß, Farbpigmente, Farbstoffe oder speziell entwickelte Laserpigmente. Solche Zusatzwerkstoffe werden auch als Laserabsorber bezeichnet.
Der für die Laserstrahlung L nicht durchlässige, also diese absorbierende, Befestigungsflansch 15 des einen Gehäuseteiles 1 weist einen einen Steckerbereich bildenden Vorsprung 15a auf, der in einen zugeordneten Aufnahmebereich 25a des für die Laserstrahlung L transparenten Befestigungsflansches 25 des anderen Gehäuseteiles 2 eingreift.
Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 1, 2 im Bereich Ihrer Befestigungsflansche 15, 25 wird das Gehäuse derart mit Laserstrahlung L bestrahlt, dass dieser zunächst den für die Laserstrahlung transparenten Befestigungsflansch 25 durchstrahlt und anschließend auf den in den Aufnahmebereich 25a eingreifenden Steckerbereich 15a des für die Laserstrahlung L nicht transparenten Befestigungsflansches 15 trifft und diesen aufschmilzt. Hierdurch werden die beiden Gehäuseteile 1, 2 an ihren Befestigungsflanschen 15, 25 miteinander verschweißt, genauer dort, wo der Steckerbereich 15a eines Befestigungsflansches 15 in den Aufnahmebereich 25a des zugeordneten anderen Befestigungsflansches 25 eingreift.
Bei der Einwirkung der Laserstrahlung L zum Verschweißen der beiden Gehäuseteile 1, 2 wird regelmäßig nicht nur der für die Laserstrahlung L nicht transparente, also diese absorbierende Bereich 11 des einen Gehäuseteiles 1 bzw. der dort vorgesehene Befestigungsflansch 15 aufgeschmolzen. Zwar bewirkt die unmittelbare Einwirkung der Laserstrahlung L selbst zunächst nur ein Aufschmelzen des die Laserstrahlung L absorbierenden Befestigungsflansches 15; jedoch führt die Erwärmung dieses Befestigungsflansches 15 anschließend in der Regel auch zu einem Aufschmelzen des unmittelbar benachbarten, anliegenden transparenten Befestigungsflansches (durch Wärmeleitung), so dass sich die resultierende Schmelzzone über beide Befestigungsflansche 15, 25 erstreckt und die (gegebenenfalls unter einem extern aufgebrachten Druck) erstarrende, resultierende Schmelzzone zur gewünschten Schweißverbindung der beiden Gehäuseteile 1, 2 an den Befestigungsflanschen 15, 25 führt.
Bei der Montage der in der 1 gezeigten Verstelleinheit werden nicht nur die beiden Gehäuseteile 1, 2 durch Laserschweißen miteinander verbunden, sondern die Laserstrahlung L wird weiterhin auch dazu genutzt, um die Lageraufnahme 4 – in ihrer unter der Wirkung des elastischen Elementes 3 eingenommen, bestimmungsgemäßen Position – im Gehäuse 1, 2 zu fixieren.
Hierzu kann zum einen Laserstrahlung L verwendet werden, die aus dem selben Laserstrahlung abstrahlenden Element (Strahlungsquelle) stammt, mittels der auch die beiden Gehäuseteile 1, 2 miteinander verbunden worden sind. Alternativ können auch mehrere Laserstrahlung aussendende Elemente verwendet werden, um mehrere Schweißvorgänge parallel (gleichzeitig) ausführen zu können.
Dabei ist das Gehäuse 1, 2 in den Bereichen, an denen die Lageraufnahme 4 fixiert werden soll, jeweils aus einem für die Laserstrahlung L transparenten Material gefertigt, so dass die Laserstrahlung L zunächst jene Bereiche des Gehäuses 1, 2 durchdringt und anschließend auf hieran anliegende Befestigungsbereiche 45a, 45b der Lageraufnahme 4 trifft, welche aus einem für die Laserstrahlung L nicht transparenten (also diese absorbierenden) Material bestehen, so dass diese Befestigungsbereiche 45a, 45b unter der Wirkung der Laserstrahlung L aufgeschmolzen werden und hierdurch eine Schweißverbindung zwischen den Befestigungsbereichen 45a, 45b und den angrenzenden Bereichen des Gehäuses 1, 2 hergestellt wird.
2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles aus 1, gemäß der nicht die Lageraufnahme 4 sondern vielmehr dass die Lageraufnahme in ihrer Bestimmungsgemäßen Position haltenden elastische Element 3 durch Laserschweißen an dem Gehäuse 1, 2 fixiert wird. Hierzu liegt ein aus einem für die verwendete Laserstrahlung L nicht transparenten, jedoch hierdurch aufschmelzbaren Material bestehender Befestigungsabschnitt 35 des elastischen Elementes 3 an einem für die Laserstrahlung transparenten Bereich des Gehäuses 1, 2 an und wird dort durch die Einstrahlung von Laserlicht L fixiert. Diese Variante ermöglicht die Verwendung nicht schweißbarer Materialien für die Lageraufnahme 4.
3 zeigt einen Ausschnitt der Anordnungen aus den 1 und 2 in perspektivischer Darstellung, und zwar in einer Variante, gemäß der die Lageraufnahme 4 in ihrem der Lagerung des Radiallagers 5b dienenden Lagerbereich 4b mindestens einen in Axialrichtung (bezogen auf das Getriebeelement 6) verlaufenden Längsschlitz 41 aufweist. Dieser schafft eine gewisse Elastizität jenes Lagerbereiches 4b und erleichtert hierdurch das axiale Eindrücken des Radiallagers 5b.
Um sicher zu stellen, dass jener zweite Lagerbereich 4b nach Fertigstellung der Verstelleinheit hinreichend stabil ist und auch mit größeren Lagerkräften belastet werden kann, stehen von dem zweiten Lagerbereich 4b Lagerböcke 42 ab, die jeweils einen Befestigungsbereich 45b aus einem für die zum Laserschweißen verwendete Laserstrahlung nicht transparenten und hierdurch aufschmelzbaren Material aufweisen. So erfolgt eine Fixierung des zweiten Lagerbereiches 4b über die Befestigungsbereiche 45b der Befestigungsböcke 42 am zugeordneten Gehäuse und hierdurch auch eine Versteifung der Gesamtanordnung.
Die Befestigung des ersten Lagerbereiches 4a der Lageraufnahme 4, in dem ein Axiallager aufgenommen ist, erfolgt wieder über hiervon abstehende, an der inneren Oberfläche des zugeordneten Gehäuses anliegende Befestigungsbereiche 45a.
In den 4a und 4b ist in einer schematischen Draufsicht auf die Verstelleinheit ohne das eine, obere Gehäuseteil (4a) sowie in einem schematischen Längsschnitt (4b) eine Weiterbildung der Anordnungen aus den 1 bis 3 dargestellt, gemäß der eine durchgehende Schweißnaht N1, N2 sowohl zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 1, 2 des Gehäuses als auch zur Fixierung einer weiteren Funktionskomponente in Form der Lageraufnahme 4 an dem Gehäuse 1, 2 dient.
Hierzu erstreckt sich die Schweißnaht N1, N2 einerseits bereichsweise als Schweißnahtabschnitt N1 entlang der Befestigungsflansche 15, 25, über die die beiden Gehäuseteile 1, 2 miteinander verbunden sind, und verläuft andererseits in einem unmittelbar hieran anschließenden, in dem gleichen Schweißvorgang miterzeugten Schweißnahtabschnitt N2 außerhalb jener Befestigungsflansche 15, 25 entlang eines Verbindungsbereiches, entlang dem ein Befestigungsbereich 45 der Lageraufnahme 4 an einem für die verwendete Laserstrahlung L transparenten Bereich des Gehäuses 1, 2 anliegt.
5 zeigt ein Gehäuseteil 1 eines Gehäuses in einer Draufsicht, das einen umlaufenden, aus einem für Laserstrahlung nicht transparenten, also diese absorbierenden Material bestehenden Befestigungsflansch 15 zur Verbindung mit einem weiteren Gehäuseteil aufweist, wie vorstehend beschrieben. Das Gehäuseteil 1 bildet eine Aufnahme für unterschiedliche Funktionskomponenten A, G, K, S, U, die in 5 lediglich schematisch angedeutet sind. Einige dieser Funktionskomponenten A, G, K, S, U können dabei entsprechend den vorstehend anhand der 1 bis 4b erläuterten Funktionskomponenten 3, 4 beim Verbinden des in 5 dargestellten Gehäuseteiles 1 mit einem weiteren Gehäuseteil durch Laserschweißen gleichzeitig innerhalb des Gehäuses fixiert werden.
Eine Besonderheit des in 1 dargestellten Gehäuseteiles 1 liegt darin, dass dessen die Funktionskomponenten A, G, K, S, U aufnehmender Innenraum durch zwei innerhalb des Gehäuseteiles 1 vorgesehene Verbindungsbereiche 12, 13 in Form von Verbindungsstegen in mehrere Räume R1, R2, R3 unterteilt ist, die jeweils einen Teil der Funktionskomponenten A, G; K, U; S aufnehmen. Diese Verbindungsbereiche 12, 13 stabilisieren darüber hinaus das Gehäuseteil 1 mechanisch, da sie zusätzliche Verbindungen zwischen unterschiedlichen Wandbereichen des Gehäuseteiles 1 schaffen und diese darüber hinaus mit dem Boden des Gehäuseteiles 1 verbinden.
An den Verbindungsbereichen 12, 13 in Form von Verbindungsstegen ist im Ausführungsbeispiel jeweils ein Befestigungsflansch 16 aus einem für die zum Laserschweißen verwendete Laserstrahlung nicht transparenten, also diese absorbierenden Material ausgebildet. Hierdurch können diese Verbindungsbereiche 12, 13 beim Verbinden des in 5 gezeigten Gehäuseteiles 1 mit einem weiteren Gehäuseteil durch Laserschweißen gleichzeitig auch mit einem zugeordneten Gehäusebereich des anderen Gehäuseteiles verbunden werden, so dass die Aufteilung des Gehäuseinneren in mehrere Räume sich auf beide zu verbindende Gehäuseteile erstreckt.
Gemäß 5 sind beispielhaft in einem Raum R1 des Gehäuseteiles 1 ein durch Getriebeteile gebildetes Getriebe G sowie ein zugeordneter Antriebsmotor A zur Betätigung des Getriebes G angeordnet. In einem benachbarten Raum R2 des Gehäuseteiles 1 kann beispielsweise eine Steuerelektronik S vorgesehen sein, die zur Steuerung des Antriebsmotors A dient, und in einem weiteren, dritten Raum R3 eine Überwachungselektronik U, die beispielsweise den Antriebsmotor A sowie weitere Funktionskomponenten K überwacht und die in Abhängigkeit hiervon Signale an die Steuerelektronik S überträgt.
Alle drei Räume R1, R2, R3 sind dabei durch die vorstehend beschriebenen stegartigen Verbindungsbereiche 12, 13 voneinander getrennt. So können beispielsweise die Getriebeteile des in dem einen Raum R1 angeordneten Getriebes G gefettet werden, ohne dass hiervon die in den beiden anderen Räumen R2, R3 vorgesehenen Funktionskomponenten K, S, U, welche möglicherweise nicht mit Fett in Berührung kommen sollen, beeinträchtigt würden. Bei einer entsprechenden Empfindlichkeit des verwendeten Antriebsmotors A gegenüber Fetten kann dieser wiederum in einem von dem Getriebe G separierten Raum gelagert sein.
Mögliche Durchgänge in den Verbindungsbereichen 12, 13, etwa für in 5 erkennbare elektrische oder optische Leitungen, um die unterschiedlichen Funktionskomponenten A, G, K, S, U miteinander koppeln zu können, sind bei Bedarf geeignet abzudichten, etwa so, dass keine Fettstoffe aus dem ersten Raum R1 in den zweiten oder dritten Raum R2, R3 gelangen.
Durch die in dem einen Gehäuseteil 1 vorgesehenen Verbindungsbereiche 12, 13 in Form von Verbindungsstegen, die beim Verschweißen jenes Gehäuseteiles 1 mit einem anderen Gehäuseteil bevorzugt mit zugeordneten Gehäusebereichen des anderen Gehäuseteiles verschweißt werden, wird also sowohl eine mechanische Stabilisierung und Versteifung des Gehäuses erreicht als auch eine Aufteilung des Gehäuses in Teilräume, die zur Aufnahme unterschiedlicher Funktionskomponenten geeignet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0751865 B2 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Merkblatt DVS 3203, Teil 4 des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik e. V. (1988) [0011]
- Thomas Renner/Michael Sieffert in Kunststoffe 2/2004, Seiten 30 bis 36 (München, 2004) [0032]

Claims

Verfahren zur Montage einer Verstelleinheit für Kraftfahrzeuge, die ein aus mindestens zwei Gehäuseteilen bestehendes Gehäuse sowie in oder an dem Gehäuse angeordnete weitere Funktionskomponenten umfasst und die in ein Kraftfahrzeug einzubauen ist, wobei a) mindestens eine Strahlungsquelle bereit gestellt wird, mit der eine zum Laserschweißen verwendbare Laserstrahlung (L) erzeugbar ist; b) mindestens ein Gehäuseteil (1) der Verstelleinheit bereit gestellt wird, das zumindest teilweise aus einem die Laserstrahlung (L) absorbierenden Material besteht; c) mindestens ein weiteres Gehäuseteil (2) bereit gestellt wird, das zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Material besteht; d) weitere Funktionskomponenten (3, 4, 5a, 5b) der Verstelleinheit an mindestens einem der Gehäuseteile (1, 2) angeordnet werden, so dass diese in oder an einem aus den Gehäuseteilen (1, 2) gebildeten Gehäuse angeordnet sind; e) die Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbunden werden, indem das aus den Gehäuseteilen (1, 2) zusammengesetzte Gehäuse und die mindestens Strahlungsquelle derart zueinander positioniert werden, dass ausgesandte Laserstrahlung (L) durch einen für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Bereich (25, 25a) des Gehäuses hindurch auf einen die Laserstrahlung absorbierenden Bereich (15, 15a) des Gehäuses trifft und hierdurch zwei aneinander anliegende Bereiche (15, 15a; 25, 25a) der Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbindet; und f) das Gehäuse und die mindestens eine Strahlungsquelle so zueinander positioniert werden, dass die ausgesandte Laserstrahlung (L) durch einen für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Bereich (10, 20) des Gehäuses hindurch in das Innere des Gehäuses eindringt und dort mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Funktionskomponente (3, 4) der Verstelleinheit mit dem Gehäuse verbindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Laserschweißen verwendete Laserstrahlung (L) einen für die Laserstrahlung durchlässigen Bereich (10, 20, 25) des Gehäuses (1, 2) durchdringt, bevor sie einen als Befestigungsbereich (15, 15a, 35, 45a, 45b) dienenden Materialbereich zur Herstellung einer Schweißverbindung aufschmilzt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgeschmolzene Befestigungsbereich (15, 15a, 35, 45a, 45b) an dem zuvor von der Laserstrahlung durchdrungenen Gehäusebereich (10, 20, 25) anliegt, sodass der aufgeschmolzene Befestigungsbereich (15, 15a, 35, 45a, 45b) mit dem von der Laserstrahlung (L) durchdrungenen Gehäusebereich (10, 20, 25) eine Schweißverbindung eingeht.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (15, 15a) einen Bestandteil eines Gehäuseteiles (1) bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (15, 15a) an dem von der Laserstrahlung (L) durchstrahlten, für diese durchlässigen Gehäusebereich (25, 25a) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (15, 15a) und der von der Laserstrahlung (L) durchstrahlte, für diese durchlässige Gehäusebereich (25, 25a) ineinander greifen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (35, 45a, 45b) einen Bestandteil einer der weiteren Funktionskomponenten (3, 4) bildet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (35, 45a, 45b) der weiteren Funktionskomponente (3, 4) an dem von der Laserstrahlung (L) durchstrahlten, für diese durchlässigen Gehäusebereich (10, 20) anliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Funktionskomponenten (3, 4) zur Lagerung, Steuerung oder Regelung von Antriebsmitteln (6) dienen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Funktionskomponenten (3, 4) aus folgenden Funktionskomponenten ausgewählt werden: – einer Lagereinrichtung (4, 5a, 5b) für ein Antriebsmittel (6) der Verstelleinheit; – einem Steuergerät, – einem Sensor; – einem elektrischen Stecker und/oder Steckeradapter – Bürstenhaltern für einen Kommutatormotor – elastischen Mitteln (3), zum Verspannen einer zugeordneten Funktionskomponente.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der weiteren Funktionskomponenten (4) ein elastisches Element (3) zugeordnet ist, welches die weitere Funktionskomponente (4) in ihre bestimmungsgemäße Position vorspannt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1, 2) mindestens ein Getriebeelement (6), insbesondere in Form einer Schnecke oder Spindel, lagert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Gehäuses Gehäuseteile (1, 2) verwendet werden, die zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gehäuseteile (1, 2) ein für die Laserstrahlung (L) durchlässiger Kunststoff verwendet wird und dass die Laserstrahlung absorbierende Bereiche (11) der Gehäuseteile (1, 2) durch die Zugabe von Zusatzstoffen zum Kunststoff erzeugt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine durchgehende Schweißnaht (N1, N2) einerseits die Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbunden werden und andererseits mindestens eine weitere Funktionskomponente (4) an dem Gehäuse fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) ein Nahtabschnitt (N1) gebildet wird, über den die Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbunden werden, und dass beim Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) ein an den einen Nahtabschnitt (N1) unmittelbar anschließender Nahtabschnitt (N2) gebildet wird, über den mindestens eine weitere Funktionskomponente (4) an dem Gehäuse fixiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) Elemente (12, 13, 42) zur Versteifung der Verstelleinheit durch Laserschweißen mit dem Gehäuse verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als versteifendes Element (42) ein von einer Lagereinrichtung (4, 5a, 5b) abstehender Befestigungsbock verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als versteifendes Element (12, 13) mindestens ein in dem Gehäuse verlaufender Steg oder Wandabschnitt verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses mindestens ein Wandabschnitt (12, 13) verläuft, der durch Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) mit dem Gehäuse verbunden wird.
Verstelleinheit für ein Kraftfahrzeug, die ein aus mindestens zwei Gehäuseteilen (1, 2) bestehendes Gehäuse sowie in oder an dem Gehäuse angeordnete weitere Funktionskomponenten (32, 4, 5a, 5b) umfasst, von denen mindestens eine mit dem Gehäuse verbunden ist, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verstelleinheit für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 21, die ein aus mindestens zwei Gehäuseteilen (1, 2) bestehendes Gehäuse umfasst, dessen Gehäuseteile (1, 2) durch Laserschweißen miteinander verbunden sind, und die in oder an dem Gehäuse angeordnete weitere Funktionskomponenten (3, 4, 5a, 5b) aufweist und in ein Kraftfahrzeug einzubauen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuseteil (1) zumindest teilweise aus einem die zum Laserschweißen verwendete Laserstrahlung (L) absorbierenden Material besteht und mindestens ein weiteres Gehäuseteil (2) zumindest teilweise aus einem für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Material besteht, wobei ein die Laserstrahlung absorbierender Bereich (15, 15a) des einen Gehäuseteiles (1) an einem für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Bereich (25, 25a) des weiteren Gehäuseteiles (2) anliegt und die beiden Gehäuseteile (1, 2) an den einander anliegenden Bereichen (15, 15a; 25, 25a) durch Laserschweißen miteinander verbunden sind.
Verstelleinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der die Laserstrahlung absorbierende Bereich (15, 15a) des einen Gehäuseteiles (1) einen durch die Laserstrahlung (L) aufgeschmolzenen Befestigungsbereich bildet, der an einem für die Laserstrahlung durchlässigen Befestigungsbereich (25, 25a) des weiteren Gehäuseteiles (2) anliegt.
Verstelleinheit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgeschmolzene Befestigungsbereich (15, 15a) des einen Gehäuseteiles (1) und der zugeordnete Gehäusebereich (25, 25a) des anderen Gehäuseteiles (2) ineinander greifen.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mit dem Gehäuse (1, 2) verbundenen Funktionskomponenten (3, 4) einen beim Laserschweißen durch die Laserstrahlung (L) aufgeschmolzenen Befestigungsbereich (35, 45a, 45b) aufweist, der an einem für die Laserstrahlung (L) durchlässigen Gehäusebereich (10, 20) des Gehäuses (1, 2) anliegt.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Funktionskomponenten (3, 4) zur Lagerung, Steuerung oder Regelung von Antriebsmitteln (6) vorgesehen sind.
Verstelleinheit nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Funktionskomponenten (3, 4) aus folgenden Funktionskomponenten ausgewählt sind – einer Lagereinrichtung (4, 5a, 5b) für ein Antriebsmittel (6) der Verstelleinheit; – einem Steuergerät, – einem Sensor; – einem elektrischen Stecker und/oder Steckeradapter – Bürstenhaltern für einen Kommutatormotor – elastischen Mitteln (3), zum Verspannen einer zugeordneten Funktionskomponente.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der weiteren Funktionskomponenten (4) ein elastisches Element (3) zugeordnet ist, welches die weitere Funktionskomponente (4) in ihre bestimmungsgemäße Position vorspannt.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1, 2) mindestens ein Getriebeelement (6), insbesondere in Form einer Schnecke oder Spindel, lagert.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (1, 2) zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen.
Verstelleinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gehäuseteile (1, 2) ein für die Laserstrahlung (L) durchlässiger Kunststoff verwendet wird und dass die Laserstrahlung absorbierende Bereiche (11) der Gehäuseteile (1, 2) durch die Zugabe von Zusatzstoffen zum Kunststoff erzeugt sind.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass über eine durchgehende Schweißnaht (N1, N2) einerseits die Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbunden sind und andererseits mindestens eine weitere Funktionskomponente (4) an dem Gehäuse fixiert ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass beim Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) ein Nahtabschnitt (N1) gebildet ist, über den die Gehäuseteile (1, 2) miteinander verbunden werden, und dass beim Laserschweißen mittels der Laserstrahlung (L) ein an den einen Nahtabschnitt (N1) unmittelbar anschließender Nahtabschnitt (N2) gebildet ist, über den mindestens eine weitere Funktionskomponente (4) an dem Gehäuse fixiert ist.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) mindestens ein Verbindungsbereich (12, 13) vorgesehen ist, der voneinander beabstandete Bereiche der Gehäusewand miteinander verbindet und hierdurch das Gehäuse (1, 2) versteift.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1, 2) mindestens ein Verbindungsbereich (12, 13) vorgesehen ist, der das Gehäuse (1) in mindestens zwei voneinander getrennte Räume (R1, R2, R3) unterteilt, die jeweils zur Aufnahme von Funktionskomponenten (A, G, K, S, U) dienen.
Verstelleinheit nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbindungsbereich (12, 13) als Verbindungssteg ausgebildet ist.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbindungsbereich (12, 13) an einem Gehäuseteil (1) vorgesehen ist und einen beim Laserschweißen aufgeschmolzenen Befestigungsbereich (16) aufweist, über den der Verbindungsbereich (12, 13) mit einem zugeordneten Gehäusebereich des weiteren Gehäuseteiles (2) verbunden ist.
Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (12, 13) mindestens einen Durchgang für ein Energieübertragungsmittel, z. B. in Form einer elektrischen Leitung, aufweist, der mittels einer Dichtung abgedichtet ist.