DE102008036605A1 - Verfahren zum Zusammenfügen eines Schloßschalengehäuses - Google Patents

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Peter Haas
Ralf Knödl
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Abstract

Ein Verfahren zum Zusammenfügen eines Gurtschloßschalengehäuses weist folgende Schritte auf: Vorsehen einer ersten Schloßschalengehäusehälfte (12) und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14) aus Kunststoff, die jeweils eine Fügefläche (24, 26) haben, Vorsehen wenigstens eines Vorsprungs (28) an der Fügefläche (24) der ersten Schloßschalengehäusehälfte (12), der in Richtung zur zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14) ragt, und einer Ausnehmung (30) an der Fügefläche (26) der zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14) und anschließendes Ultraschallverschweißen der beiden Schloßschalengehäusehälften (12, 14), wobei der Vorsprung (28) in die Ausnehmung (30) ragt und die beiden Schloßschalengehäusehälften (12, 14) am Vorsprung (28) und der Wandung der Ausnehmung (30) verschweißt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenfügen eines Schloßschalengehäuses mittels Ultraschallschweißen, eine Schloßschalengehäusehälfte zur Durchführung des Verfahrens, sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes Schloßschalengehäuse.
  • Gurtschlösser in Fahrzeugen haben ein Schloßschalengehäuse aus Kunststoff, das zwei Schloßschalengehäusehälften aufweist, die die tragenden Teile des Gurtschlosses umgeben. Die Schloßschalengehäusehälften werden beispielsweise mit einem Ultraschallschweißverfahren verbunden.
  • Beim Ultraschallschweißverfahren werden die Fügeflächen der Schloßschalengehäusehälften durch Zuführen von Wärme aufgeschmolzen und verbinden sich beim anschließenden Abkühlen. Die Wärme wird durch Druck und die Einleitung hochfrequenter mechanischer Schwingungen erzeugt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahren zum Zusammenfügen einer ersten Schloßschalengehäusehälfte und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte mittels eines Ultraschallschweißverfahrens zu schaffen, das eine festere Verbindung der Schloßschalengehäusehälften herstellt.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Zusammenfügen eines Gurtschloßschalengehäuses mit den folgenden Schritten vorgesehen: Vorsehen einer ersten und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte aus Kunststoff, die jeweils eine Fügefläche haben, Vorsehen wenigstens eines Vorsprungs an der Fügefläche der ersten Schloßschalengehäusehälfte, der in Richtung zur zweiten Schloßschalengehäusehälfte ragt, und einer Ausnehmung an der Fügefläche der zweiten Schloßschalengehäusehälfte, und anschließendes Ultra schallverschweißen der beiden Schloßschalengehäusehälften, wobei der Vorsprung in die Ausnehmung ragt und die beiden Hälften am Vorsprung und der Wandung der Ausnehmung verschweißt werden.
  • Durch den Vorsprung wird die Oberfläche der Fügefläche vergrößert, so daß eine festere Verbindung zwischen den Schloßschalengehäusehälften entsteht.
  • Vorzugsweise sind an der ersten Schloßschalengehäusehälfte mehrere in Haupterstreckungsrichtung der Schweißnaht in Reihe hintereinanderliegende Vorsprünge vorgesehen. Die Oberfläche der Fügefläche wird dadurch weiter erhöht, und durch das Eingreifen der Vorsprünge in die Ausnehmungen der zweiten Schloßschalengehäusehälfte erfolgt eine Ausrichtung der Schloßschalengehäusehälften zueinander, so daß ein Verschieben der Schloßschalengehäusehälften während des Schweißvorgangs verhindert wird.
  • Die Ausnehmung der zweiten Schloßschalengehäusehälfte kann vor dem Schweißvorgang komplementär zu den Vorsprüngen der ersten Schloßschalengehäusehälfte ausgebildet sein. Dadurch können die Schloßschalengehäusehälften vor dem Schweißvorgang noch exakter zueinander ausgerichtet werden. Ferner erhält man eine größere Fügefläche vor dem Schweißen.
  • Die Vorsprünge erstrecken sich beispielsweise im wesentlichen quer zur Haupterstreckungsrichtung der Schweißnaht. Auch dies dient einer besseren Ausrichtung der beiden Schloßschalengehäusehälften zueinander.
  • Vorzugsweise verlaufen die Vorsprünge über die komplette Breite der Fügefläche. Dadurch wird die Fügefläche vergrößert und somit eine bessere Verbindung der Schloßschalengehäusehälften möglich.
  • Insbesondere weisen die Vorsprünge über die gesamte Breite den gleichen Querschnitt auf.
  • Die Vorsprünge können zu ihrem freien Ende konisch zulaufen. Dadurch ist beim Zusammensetzen der Schloßschalengehäusehälften eine leichtere Positionierung der Schloßschalengehäusehälften zueinander möglich. Durch eine konische Form der Vorsprünge gleiten die Schloßschalengehäusehälften beim Zusammensetzen und beim Ultraschallschweißvorgang besser in die Ausnehmungen der zweiten Schloßschalengehäusehälfte.
  • Beispielsweise weisen die Vorsprünge der Schloßschalengehäusehälften einen dreieckigen oder einen trapezförmigen Querschnitt auf, sie können aber auch einen wellenförmigen Querschnitt besitzen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Vorsprung ein längs des Randes einer Schloßschalengehäusehälfte verlaufender Steg. Ein längs verlaufender Steg ist einfach herzustellen, und durch die Seitenfläche des Steges wird eine effektive Vergrößerung der Fügefläche erreicht.
  • Vorzugsweise ist die Ausnehmung eine Nut, in die der Steg eingreift. Durch die Nut wird eine sehr feste Verbindung hergestellt, da die beiden Seitenflächen der Nut als Verbindungsfläche genutzt werden können.
  • Vom Steg der ersten Schloßschalengehäusehälfte können zusätzlich quer zur Stegrichtung verlaufende Rippen abstehen. Das Material der Rippen wird beim Ultraschallschweißvergang teilweise geschmolzen und bildet das Verbindungsmaterial zwischen den Fügeflächen. Dadurch ist sichergestellt, daß genug Schweißmaterial zwischen den Fügeflächen vorhanden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Ausnehmung einen Hinterschnitt auf, in den ein geschmolzener Teil des Vorsprungs beim Schmelzen dringt, um einen Formschluß zu bilden. Durch den Formschluß wird zusätzlich zur stoffschlüssigen Schweißverbindung eine feste Verbindung geschaffen.
  • Des weiteren wird eine Schloßschalengehäusehälfte beansprucht, mit einer Fügefläche, mit der sie an einer anderen Schloßschalengehäusehälfte angeschweißt wird. Die Fügefläche hat entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung hintereinander angeordnete Vorsprünge. Durch die Vorsprünge wird die Fügefläche der Schloßschalengehäusehälfte vergrößert, so daß eine festere Verbindung mit einer anderen Schloßschalengehäusehälfte erreicht wird.
  • Vorzugsweise bilden die Vorsprünge der Schloßschalengehäusehälfte ein Sägezahnprofil.
  • Des weiteren wird ein Schloßschalengehäuse beansprucht, mit einer ersten Schloßschalengehäusehälfte und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte, das nach einem der genannten Verfahren hergestellt ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Schloßschalengehäuse aus zwei erfindungsgemäßen Schloßschalengehäusehälften;
  • 2 eine Detailansicht einer Fügefläche der Schloßschalengehäusehälfte in 1;
  • 3 eine weitere Ausführungsform der Fügefläche der Schloßschalengehäusehälfte in 1;
  • 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schloßschalengehäuses;
  • 5 eine vergrößerte Schnittansicht der Fügefläche der Schloßschalengehäusehälfte in 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schloßschalengehäuses;
  • 6 eine vergrößerte Schnittansicht der Fügeflächen der Schloßschalengehäusehälften in 4 in verschweißtem Zustand;
  • 7 eine andere Ausführungsform der Fügeflächen der Schloßschalengehäuses aus 4 in vergrößerter Schnittansicht;
  • 8 eine Ansicht der Fügeflächen aus 7 in verschweißtem Zustand;
  • 9 eine weitere Ausführungsform der Fügeflächen der Schloßschalengehäusehälfte aus 4 in vergrößerter Schnittansicht;
  • 10 eine Ansicht der Fügeflächen aus 9 in verschweißtem Zustand;
  • 11 eine alternative Ausführungsform der Schloßschalengehäusehälften des erfindungsgemäßen Schloßschalengehäuses;
  • 12 eine vergrößerte Schnittansicht der Fügeflächen der Schloßschalengehäusehälfte in 11;
  • 13 eine Ansicht der Fügeflächen aus 12 in verschweißtem Zustand;
  • 14 eine andere Ausführungsform der Fügeflächen der Schloßschalengehäusehälfte in 11 in vergrößerter Schnittansicht; und
  • 15 eine Ansicht der Fügeflächen aus 14 in verschweißtem Zustand.
  • 1 zeigt eine erste Schloßschalengehäusehälfte 12 und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte 14, die zusammengesetzt ein Schloßschalengehäuse 10 bilden, das in seinem Inneren die tragenden Teile eines Gurtschlosses (nicht gezeigt) aufnimmt. An einem Ende 16 der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 ist eine Öffnung 18 für eine Befestigung des Gurtschlosses vorgesehen, an einem gegenüberliegenden Ende 20 der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 ist eine zweite Öffnung 22 vorgesehen, um eine Gurtzunge in das Gurtschloß zu führen.
  • An den Ränder der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 sind jeweils Fügeflächen 24, 26 vorgesehen, an denen die Schloßschalengehäusehälften 12, 14 mittels eines Ultraschallschweißverfahrens miteinander verbunden werden. Die Fügefläche 24 der ersten Schloßschalengehäusehälfte 12 weißt mehrere in Schweißnahtrichtung A hintereinander angeordnete Vorsprünge 28 auf, die zusammen ein Sägezahnprofil bilden (2 und 3). Die Fügefläche 26 der zweiten Schloßschalengehäusehälfte 14 weist zu den Vorsprüngen 28 komplementär ausgebildete Ausnehmungen 30 auf, so dass sich auch hier ein Sägezahnprofil ergibt.
  • Seitlich der Fügefläche 26 der Schloßschalengehäusehälften 14 ist ein Steg 32 ausgebildet, der in zusammengesetztem Zustand der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 die Schweißnaht verdeckt und in einem seitlichen Absatz 33 der Schloßschalengehäusehälfte 12 liegt. Auf der Innenseite der ersten Schloßschalengehäusehälfte 12 sind zusätzlich Vorsprünge 34 ausgebildet, die in Ausnehmungen 36 auf der Innenseite der zweiten Schloßschalengehäusehälfte 14 eingreifen und die Schloßschalengehäusehälften 12, 14 zueinander fixieren.
  • Die Schloßschalengehäußehälften 12, 14 werden um ein tragendes Inneres eines Gurtschlosses zusammengesetzt. Durch die Erzeugung von Wärme durch Druck und Ultraschallschwingungen werden die Fügeflächen 24, 26 so weit erwärmt, daß sie miteinander verschmelzen und so eine stabile stoffschlüßige Verbindung der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 bilden.
  • Die Vorsprünge 28 verlaufen hier quer zur Schweißnahtrichtung A mit einem konstanten Querschnitt über die gesamte Fügefläche. Es ist aber auch denkbar, daß die Vorsprünge einen veränderlichen Querschnitt aufweisen. Insbesondere sind andere Querschnitte, beispielsweise trapezförmig oder wellenförmig möglich. Die Vorsprünge können aber auch in eine andere Richtung verlaufen.
  • Die Vorsprünge 28 können beispielsweise anstatt des Sägezahnprofils auch lediglich längs der Schweißnahtrichtung A verlaufende Stege 36 sein, wie in den 4 bis 6 gezeigt. Die Ausnehmung der zweiten Schloßschalengehäusehälfte 14 ist eine längs der Schweißnahtrichtung A verlaufende Nut 38, die durch einen Steg 40 auf der Innenseite der Fügefläche 26 und den Steg 32 auf der Außenseite der Schloßschalengehäusehälfte 14 gebildet ist. Die Fügefläche 24 wird durch die Stirnfläche 42 des Steges 36 und die dem Steg 40 zugewandte Seitenfläche 44 gebildet.
  • An der Seitenfläche 44 des Steges 36 sind quer zur Schweißnahtrichtung A verlaufende Rippen 46 vorgesehen. Auf der Stirnseite des Steges 36 ist eine weitere längs verlaufende v-förmige Rippe 48 vorgesehen.
  • Das Material der Rippen 46, 48 schmilzt beim Schweißvorgang und verteilt sich zwischen den Fügeflächen 24, 26 der Schloßschalengehäusehälften. Die Fügeflächen 24, 26 der Schloßschalengehäusehälften 12, 14 haben nach dem Abschmelzen der Rippen 46, 48 eine komplementäre Form.
  • Es sind aber auch Ausführungsformen ohne Rippen 46, 48 denkbar. Ebenso ist es möglich, quer zur Schweißnahtrichtung verlaufende Vorsprünge mit Rippen zu versehen.
  • Der Steg 36 der ersten Schloßschalengehäusehälfte kann auch als Quetschnaht ausgeführt werden (7 und 8). Dabei ist auf der Innenseite des Steges 36 eine in Richtung zur Fügefläche 26 zeigende Kante 50 ausgebildet, durch die ein hoher punktueller Druck auf die Fügefläche 26 der zweiten Schloßschalengehäusehälfte 14 ausgeübt wird. Das Material der Fügefläche 26 wird durch den Druck und die eingeleiteten Ultraschallschwingungen flüssig, so daß der Steg 36 weiter in die Nut 38 einsinkt (8).
  • Es ist auch denkbar, daß auf beiden Seiten des Steges 36 eine Kante 50 ausgebildet ist (9 und 10).
  • Die 11 bis 15 zeigen eine weitere Ausführungsform mit einem in der Ausnehmung ausgebildeten Hinterschnitt 52 (siehe 12). Der Vorsprung ist hier ein längs verlaufender Steg 36 und die Ausnehmung eine längs verlaufende Nut 38.
  • 12 zeigt eine solche Verbindung vor dem Verschweißen der Schloßschalengehäusehälften 12, 14. Der Steg hat an seiner Stirnfläche 42 eine längs verlaufende, konisch zulaufende Rippe 46 (12). An der Innenseite der Nut 38 ist in Richtung zur ersten Schloßschalengehäusehälfte 12 ein Hinterschnitt 52 gebildet. Das Material der Rippe 48 schmilzt beim Schweißvorgang und füllt den Hinterschnitt 52. Nach dem Aushärten entsteht so zusätzlich zur stoffschlüßigen Verbindung der Fügeflächen 24, 26 eine formschlüßige Verbindung (13).
  • Die 14 und 15 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Hinterschnitts 52, der nach außen gerichtet und abgerundet ist. Auch dieser Hinterschnitt 52 wird beim Schweißen ausgefüllt (15).

Claims (16)

  1. Verfahren zum Zusammenfügen eines Gurtschloßschalengehäuses (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte: Vorsehen einer ersten und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte (12, 14) aus Kunststoff, die jeweils eine Fügefläche (24, 26) haben, Vorsehen wenigstens eines Vorsprungs (28) an der Fügefläche (24) der ersten Schloßschalengehäusehälfte (12), der in Richtung zur zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14) ragt, und einer Ausnehmung (30) an der Fügefläche (26) der zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14), und anschließendes Ultraschallverschweißen der beiden Schloßschalengehäusehälften (12, 14), wobei der Vorsprung (28) in die Ausnehmung (30) ragt und die beiden Schloßschalengehäusehälften (12, 14) am Vorsprung (28) und der Wandung der Ausnehmung (30) verschweißt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Haupterstreckungsrichtung A der Schweißnaht in Reihe hintereinanderliegende Vorsprünge (28) vorgesehen sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (30) der zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14) vor dem Schweißvorgang komplementär zu den Vorsprüngen (28) der ersten Schloßschalengehäusehälfte (14) ausgebildet sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) im wesentlichen quer zur Haupterstreckungsrichtung A der Schweißnaht verlaufen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) über die komplette Breite der Fügefläche (24) verlaufen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) über die gesamte Breite den gleichen Querschnitt aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) zu ihrem freien Ende konisch zulaufen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (28) einen wellenförmigen Querschnitt aufweisen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (28) ein längs des Randes einer Schloßschalengehäusehälfte verlaufender Steg (36) ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (30) eine Nut (38) ist, in die der Steg (36) eingreift.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß vom Steg (36) zusätzlich quer zur Stegrichtung verlaufende Rippen (46) abstehen.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (30) einen Hinterschnitt (52) aufweist, in den ein geschmolzener Teil des Vorsprungs beim Schmelzen dringt, um einen Formschluß zu bilden.
  14. Schloßschalengehäusehälfte (12) mit einer Fügefläche (24), mit der sie an einer anderen Schloßschalengehäusehälfte (14) angeschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügefläche (24) entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung A hintereinander angeordnete Vorsprünge (26) aufweist.
  15. Schloßschalengehäusehälfte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (26) ein Sägezahnprofil bilden.
  16. Schloßschalengehäuse (10) mit einer ersten Schloßschalengehäusehälfte (12) und einer zweiten Schloßschalengehäusehälfte (14), das nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.
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