DE102008001590A1 - Welding process, housing for a drive device and drive device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen einer Druckausgleichsmembran (3) an einem Träger (1), insbesondere an einem von einem Gehäuse (13) einer Antriebsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug gebildeten Träger (1) oder an einem an einem derartigen Gehäuse (13) festlegbaren Träger (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckausgleichsmembran (3) durch Thermokontaktschweißen mit dem Träger (1) verschweißt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse (13) für eine Antriebsvorrichtung sowie eine Antriebsvorrichtung.The invention relates to a method for fixing a pressure compensation membrane (3) to a carrier (1), in particular to a carrier (1) formed by a housing (13) of a drive device in a motor vehicle or to a carrier which can be fixed to such a housing (13) (1). According to the invention, it is provided that the pressure compensation membrane (3) is welded to the carrier (1) by thermal contact welding. Furthermore, the invention relates to a housing (13) for a drive device and a drive device.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen einer Druckausgleichsmembran mit einem Träger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Gehäuse für eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 sowie eine Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 13.The The invention relates to a method for welding a Pressure compensation membrane with a carrier according to the Preamble of claim 1, a housing for a Drive device according to the preamble of Claim 11 and a drive device according to claim 13th
Druckausgleichsmembrane haben die Aufgabe, einen Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung zu ermöglichen, um einen unzulässigen Überdruck oder einen unzulässigen Unterdruck im Gehäuse durch Temperaturschwankungen zu verhindern. Gleichzeitig verhindert die Druckausgleichsmembran ein Eindringen von flüssigen Medien, wie beispielsweise Wasser, in das Gehäuse der Antriebsvorrichtung.Pressure compensation diaphragm have the task of air exchange between the housing interior and the environment allow for an impermissible overpressure or an impermissible negative pressure in the housing to prevent by temperature fluctuations. At the same time prevents the Pressure compensation membrane penetration of liquid media, such as water, in the housing of the drive device.
Aus
der
Aus
der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, optimiertes Verfahren zum Festlegen einer Druckausgleichsmembran an einem Träger vorzuschlagen, das eine dauerhafte, stabile Verbindung zwischen der Druckausgleichsmembran und dem Träger garantiert. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein entsprechend optimiertes Gehäuse für eine Antriebsvorrichtung vorzuschlagen, bei dem ein sicherer Halt der Druckausgleichsmembran an einem Träger sichergestellt ist. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine entsprechend optimierte Antriebsvorrichtung vorzuschlagen.Of the Invention is based on the object, a simple, optimized To propose a method for fixing a pressure compensating membrane to a carrier, a permanent, stable connection between the pressure compensation membrane and the carrier guaranteed. Furthermore, the object is to a correspondingly optimized housing for a drive device to propose, in which a secure hold of the pressure compensation membrane is secured to a carrier. Furthermore, there is the Task therein, a correspondingly optimized drive device propose.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Gehäuses mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und hinsichtlich der Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.These Task is in terms of the method with the features of the claim 1, in terms of the housing with the features of the claim 11 and with regard to the drive device with the features of Claim 13 solved. Advantageous developments of the invention are given in the subclaims. In the context of Invention fall all combinations of at least two in the description, the claims and / or the figures disclosed features. To avoid repetition Device also disclosed as features according to the method disclosed apply and claimable be. Likewise, according to the method disclosed Features as disclosed by the device apply and claimable.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Druckausgleichsmembran, vorzugsweise ausschließlich, durch Thermo-Kontaktschweißen mit dem Träger zu verbinden. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Träger für die Druckausgleichsmembran unmittelbar von dem Gehäuse bzw. einer Gehäusewand der Antriebsvorrichtung oder von einem an einem derartigen Gehäuse bzw. einer Gehäusewand festlegbaren, separaten Träger gebildet wird. Die Membran wird dabei bevorzugt derart angeordnet, dass sie am Umfang einer im Träger und/oder im Gehäuse vorgesehenen Öffnung mit dem Träger thermo-kontaktverschweißt wird. Durch den Einsatz von Thermo-Kontaktschweißen wird auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine dauerhafte, stabile Verbindung zwischen der Druckausgleichsmembran und dem Träger erzielt, die selbst durch die im Betrieb einer Antriebsvorrichtung auftretenden Schwingungen nicht gelöst wird. Durch das Thermo-Kontaktschweißen, also durch das Anpressen der Druckausgleichsmembran an den Träger mittels eines beheizten Werkzeugs wird dabei eine form- und/oder materialschlüssige Verbindung zwischen der Druckausgleichsmembran und dem Träger realisiert, ohne eine vergleichsweise kostenintensive Ultraschall-Schweißvorrichtung oder Laserschweißvorrichtung vorsehen zu müssen.Of the The invention is based on the idea of the pressure compensation membrane, preferably exclusively, by thermal contact welding to connect with the carrier. It lies within the scope of Invention that the support for the pressure compensation membrane directly from the housing or a housing wall the drive device or of a on such a housing or a housing wall fixable, separate carrier is formed. The membrane is preferably arranged such that they are on the circumference of a carrier and / or in the housing provided opening with the carrier thermo-contact welded becomes. Through the use of thermal contact welding is in a simple and cost-effective way, a permanent, stable connection between the pressure compensation membrane and the carrier achieved by themselves occurring during operation of a drive device Vibrations will not be solved. Through the thermal contact welding, So by pressing the pressure compensation membrane to the carrier By means of a heated tool is doing a form and / or material connection between the pressure compensation membrane and the carrier realized without a comparatively expensive Ultrasonic welding device or laser welding device to have to provide.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der das Thermo-Kontaktschweißen nicht einstufig, sondern mindestens zweistufig, d. h. mit zwei, vorzugsweise nacheinander durchgeführten, Verschweißschritten, durchgeführt wird. Hierdurch ist es möglich, eine besonders stabile Verbindung zwischen der Druckausgleichsmembran und dem Träger zu realisieren, da sich der zähflüssige Trägerwerk stoff bei dem zweiten Verschweißschritt noch tiefer in die Struktur, vorzugsweise eine Netzstruktur der Druckausgleichsmembrane einarbeiten kann, wodurch die material- und/oder formschlüssige Verbindung gegenüber nur einem Verschweißschritt deutlich verstärkt wird.From particular advantage is an embodiment of the method, when the thermal contact welding not single-stage, but at least two stages, d. H. with two, preferably one after the other performed, welding steps performed becomes. This makes it possible, a particularly stable Connection between the pressure compensation membrane and the carrier to realize because of the viscous carrier material even deeper into the structure at the second welding step, preferably incorporate a network structure of the pressure compensation membrane can, causing the material and / or positive connection clearly compared to only one welding step is reinforced.
Bevorzugt wird bei dem Thermo-Kontaktschweißen derart vorgegangen, dass die Druckausgleichsmembran in einem ersten Verschweißschritt mit einem Prägestempel gegen den Träger gepresst wird, wobei die Kontaktfläche des Prägestempels zur Druckausgleichsmembran auf eine erste Temperatur erhitzt wird. Zum Verschweißen der Druckausgleichsmembran wird dabei der auf die erste Temperatur temperierte Prägestempel mit einer definierten Kraft, vorzugsweise unmittelbar, auf die Druckausgleichsmembran gepresst, derart, dass diese in einer definierten Zeit einen definierten Weg in Richtung des Trägers zurücklegt. Nach dem ersten Verschweißschritt wird mindestens ein zweiter Verschweißschritt durchgeführt, bei dem die Druckausgleichsmembran erneut mit einem erhitzten Prägestempel gegen den Träger gepresst wird, wobei die Kontaktfläche des Prägestempels auch bei diesem von dem ersten Verschweißschritt separaten, zweiten Verschweißschritt temperiert wird. Durch das nochmalige „Schweißprägen” bzw. das nochmalige Thermo-Kontaktschweißen wird eine noch innigere Verbindung zwischen der Druckausgleichsmembran und dem Träger, vorzugsweise am Umfang einer im Träger vorgesehenen Öffnung, realisiert. Insbesondere dann, wenn die Druckausgleichsmembran eine Art Netzstruktur aufweist, kann Trägermaterial bei dem weiteren Verschweißschritt tiefer in diese Netzstruktur eindringen. Es ist möglich, mehr als zwei Thermo-Kontaktschweißschritte auszuführen, wobei aus Fertigungs zeitgründen ein lediglich zweistufiges Thermo-Kontaktschweißen bevorzugt ist.In the case of thermal contact welding, the procedure is preferably such that the pressure compensation membrane is pressed against the carrier in a first welding step with an embossing punch is, wherein the contact surface of the stamping die is heated to the pressure compensating diaphragm to a first temperature. For welding the pressure compensation membrane while the tempered to the first temperature die is pressed with a defined force, preferably directly, on the pressure compensation membrane, such that these travels a defined way in a defined time in the direction of the wearer. After the first welding step, at least one second welding step is carried out, in which the pressure compensation membrane is again pressed against the carrier with a heated die, wherein the contact surface of the die is also tempered in this second welding step separate from the first welding step. Due to the repeated "welding embossing" or the repeated thermal contact welding, an even more intimate connection between the pressure compensation membrane and the carrier, preferably at the periphery of an opening provided in the carrier, is realized. In particular, when the pressure compensation membrane has a kind of network structure, carrier material can penetrate deeper into this network structure in the further welding step. It is possible to carry out more than two thermal contact welding steps, with time reasons for manufacturing only a two-stage thermal contact welding is preferred.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der sich die Kontaktflächentemperaturen der Prägestempel bei mindestens zwei separaten Verschweißschritten, vorzugsweise bei sämtlichen Verschweißschritten, unterscheiden. Bei der Realisierung von zwei, vorzugsweise unmittelbar nacheinander durchzuführenden, Verschweißschritten ist eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei der die erste Temperatur beim ersten Verschweißschritt höher gewählt ist als die zweite Temperatur beim zweiten Verschweißschritt. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die erste Temperatur, vorzugsweise wesentlich, höher ist als die Schmelztemperatur des Trägermaterials, um eine Verflüssigung des Trägermaterials zu ermöglichen. Insbesondere dann, wenn das Material des Trägers aus Polybutylenterephthalat (PBT) besteht, ist eine Kontaktflächentemperatur des Prägestempels von über 220° zu bevorzugen. Dabei sollte die Temperatur jedoch nur so hoch gewählt werden, dass eine Vorschädigung der Druckausgleichsmembran vermieden wird. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Druckausgleichsmembran aus gewebtem Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.From particular advantage is an embodiment of the method, at which the contact surface temperatures of the dies at least two separate Verschweißschritten, preferably in all welding steps, differ. In the realization of two, preferably in immediate succession To be performed, welding steps is one Embodiment of the method preferred in which the first Temperature higher at the first welding step is selected as the second temperature in the second welding step. Especially it is preferred if the first temperature, preferably is significantly higher than the melting temperature of the carrier material, to allow liquefaction of the carrier material. Especially when the material of the polybutylene terephthalate support (PBT) is a contact surface temperature of the die of over 220 ° to prefer. The should Temperature, however, only be chosen so high that a previous damage the pressure compensation membrane is avoided. Preferred is an embodiment, in the pressure compensating membrane made of woven polytetrafluoroethylene (PTFE) exists.
Um eine optimierte Festigkeit der Verbindung aus Druckausgleichsmembran und Träger zu ermöglichen, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die zweite Temperatur des zweiten Verschweißschrittes, die vorzugsweise geringer ist als die erste Temperatur des ersten Verschweißschrittes, nur geringfügig höher ist als die Schmelztemperatur des Trägermaterials, also im Falle von PBT, vorzugsweise aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 221°C und 230°C, gewählt ist.Around an optimized strength of the connection of pressure compensation membrane and support is one embodiment in which the second temperature of the second welding step, which is preferably lower than the first temperature of the first Welding step, only slightly higher is the melting temperature of the carrier material, ie in the case of PBT, preferably from a temperature range between about 221 ° C and 230 ° C, is selected.
Es ist möglich, die mindestens zwei Versschweißschritte mit demselben Prägestempel nacheinander durchzuführen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der die mindestens zwei Verschweißschritte mit separaten Prägestempeln durchgeführt werden, um die separaten Prägestempel dauerhaft unterschiedlich temperieren zu können. Dabei ist es möglich, identisch ausgebildete Prägestempel für die mindestens zwei Verschweißschritte einzusetzen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Prägestempel für die separaten Verschweißschritte unterschiedliche Kontaktflächengeometrien und/oder Kontaktoberflächenstrukturen aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, den ersten Verschweißschritt mit einem Prägestempel mit einer glatten Kontaktfläche und den zweiten Verschweißschritt mit einem Prägestempel mit einer strukturieren Kontaktfläche durchzuführen.It is possible, the at least two welding steps with the same die in succession. However, an embodiment of the method is preferred in which the at least two welding steps with separate Embossing stamping is done to the separate embossing stamp to be able to temper permanently differently. there It is possible, identically formed dies for the at least two welding steps. However, an embodiment is particularly preferred the die for the separate Verschweißschritte different contact surface geometries and / or contact surface structures exhibit. So it is possible, for example, the first Welding step with an embossing stamp with a smooth contact surface and the second welding step to perform with an embossing stamp with a structured contact surface.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die Kontaktfläche mindestens eines Prägestempels ringförmig ausgebildet ist, wobei die Ringform vorzugsweise an die Umfangskontur der Druckausgleichsmembran angepasst ist, also im Falle einer kreisrunden Kontur der Druckausgleichsmembran ebenfalls kreisrund ist. Bei einer zumindest näherungsweise ovalen Kontur der Druckausgleichsmembran ist die Kontaktfläche vorzugsweise ebenfalls zumindest näherungsweise oval konturiert.From particular advantage is an embodiment in which the Contact surface of at least one embossing stamp annular is formed, wherein the annular shape preferably to the peripheral contour of Pressure compensation diaphragm is adjusted, so in the case of a circular Contour of the pressure compensation membrane is also circular. At a at least approximately oval contour of the pressure compensation membrane the contact surface is preferably also at least approximately oval contoured.
Es wurde beobachtet, dass sich die Druckausgleichsmembran beim ersten Verschweißschritt randseitig aufwölben und somit ein Auffangbecken für Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, bilden kann. Da ein derartiges Auffangbecken die Funktion der Druckausgleichsmembran beeinträchtigen könnte, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Aufwölbung bei dem zweiten Verschweißschritt, zumindest weitgehend, rückgängig gemacht wird, wodurch gleichzeitig eine mögliche, durch das Aufwölben hervorgerufene, Verbindungsschwächung vermieden bzw. rückgängig gemacht wird. Die Aufwölbung der Druckausgleichsmembran kann insbesondere mit einer angepassten Struktur und/oder Kontur der Kontaktfläche des Prägestempels, zumindest teilweise, vorzugsweise sogar vollständig, aufgehoben werden, wodurch die Druckausgleichsmembran nach dem zweiten Verschweißschritt zumindest näherungsweise wieder flach an dem, insbesondere balligen, Träger anliegt.It It was observed that the pressure compensation membrane at the first Welding step edge bulge and thus a catch basin for liquids, for example Water, can form. Since such a catch basin the function of Could affect pressure compensation membrane, an embodiment is preferred in which the bulge in the second welding step, at least largely, is undone, thereby simultaneously a possible, caused by the bulging, Connection weakening avoided or reversed is done. The bulge of the pressure compensation membrane In particular, with an adapted structure and / or contour of the Contact surface of the embossing stamp, at least partially, preferably even completely, be canceled, thereby the pressure compensation membrane after the second welding step at least approximately flat again on the, in particular crowned, Carrier is present.
Die Erfindung führt auch auf ein Gehäuse für eine Antriebsvorrichtung, vorzugsweise auf ein Gehäuse für einen Verstellantrieb, insbesondere einen Fensterverstellantrieb, in einem Kraftfahrzeug. Das Gehäuse umfasst dabei eine Druckausgleichsmembran, die mit einem Träger des Gehäuses verschweißt ist, wobei der Träger beispielsweise von einer, insbesondere balligen, Gehäusewand oder von einem separaten, an dem Gehäuse festlegbaren, Trägerbauteil gebildet ist. Die Druckausgleichsmembran ist derart angebracht, dass sie eine Gehäuseöffnung verschließt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckausgleichsmembran durch ein, insbesondere mehrstufiges, Thermokontaktschweißen mit dem Träger verschweißt ist. Bevorzugt liegt die Druckausgleichsmembran dabei außerhalb der Öffnung flach auf dem Träger auf, insbesondere ohne ein randseitiges Auffangbecken für Fluide zu bilden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Gehäuse aus Kunststoff ausgebildet ist. Bei dem Druckausgleichsmembranmaterial handelt es sich bevorzugt um PTFE und/oder bei dem Trägermaterial, insbesondere dem Gehäusematerial, um PBT oder andere Thermoplaste.The invention also leads to a housing for a drive device, preferably a housing for an adjustment drive, in particular a Window adjustment drive, in a motor vehicle. The housing in this case comprises a pressure compensation membrane, which is welded to a support of the housing, wherein the carrier is formed for example by a, in particular crowned, housing wall or by a separate, fixable to the housing, support member. The pressure compensating diaphragm is mounted to close a housing opening. According to the invention, it is provided that the pressure compensation membrane is welded to the carrier by a, in particular multi-stage, thermal contact welding. In this case, the pressure compensation membrane preferably lies flat outside the opening on the carrier, in particular without forming a peripheral collecting basin for fluids. Particularly preferred is an embodiment in which the housing is formed of plastic. The pressure compensation membrane material is preferably PTFE and / or the carrier material, in particular the housing material, PBT or other thermoplastics.
Darüber hinaus führt die Erfindung auf eine Antriebsvorrichtung mit einem zuvor beschriebenen, optimierten Gehäuse, bei dem die Druckausgleichsmembran durch ein, insbesondere mehrstufiges Thermokontaktschweißen mit einem Träger verbunden ist.About that In addition, the invention leads to a drive device with a previously described, optimized housing, at the pressure compensation membrane by a, in particular multi-stage thermal contact welding connected to a carrier.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings. These show in:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In The figures are the same components and components with the same Function marked with the same reference numerals.
In
In
dem Träger
Zum
Verschweißen der Druckausgleichsmembran
Nach
dem ersten Verschweißschritt wird der erste Prägestempel
Wie
sich aus
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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