DE102013223713A1

DE102013223713A1 - Assembly for a motor vehicle, in particular valve assembly of a windscreen washer system and method for producing such an assembly

Info

Publication number: DE102013223713A1
Application number: DE102013223713.8A
Authority: DE
Inventors: Rolf-Dieter Schlein
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: DE102013223713B4

Abstract

Eine Baugruppe hat ein Grundbauteil (2), welches mit einem Mittelbauteil (3) und mit einem Deckbauteil (4) mittels Laserschweißen verschweißt ist. Das Deckbauteil (4) überdeckt das Mittelbauteil (3) und ist von dem Mittelbauteil (3) beabstandet. Das Deckbauteil (4) und das Mittelbauteil (3) sind aus einem für einen zum Schweißen eingesetzten Laserstrahl transmittierenden Material gefertigt, während das Grundbauteil (2) aus einem für den Laserstrahl absorbierenden Material gefertigt ist. Hierdurch lässt sich die Baugruppe erst montieren und anschließend sämtliche Schweißnähte (12, 13) in einem einzigen Arbeitsgang erzeugen.An assembly has a base member (2) which is welded to a center member (3) and to a cover member (4) by laser welding. The cover component (4) covers the middle component (3) and is spaced from the middle component (3). The cover member (4) and the center member (3) are made of a material transmitting a laser beam for welding, while the base member (2) is made of a material absorbing the laser beam. As a result, the assembly can first assemble and then produce all the welds (12, 13) in a single operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Baugruppe einer Scheibenwaschanlage, mit einem Grundbauteil, mit zumindest einem Mittelbauteil und mit einem Deckbauteil, wobei die Bauteile sandwichartig übereinander liegen und das Deckbauteil das zumindest ein Mittelbauteil überdeckt, mit durch Laserstrahl erzeugten Schweißnähten zur Verbindung des Deckbauteils mit dem Grundbauteil und des Mittelbauteils mit dem Grundbauteil derart, dass eine direkte Verbindung des Deckbauteils mit dem Mittelbauteil unterbleibt, wobei die Bauteile aus für den vorgesehenen Laserstrahl unterschiedlichen transmittierenden Materialien gefertigt sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer solchen Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Baugruppe einer Scheibenwaschanlage.The invention relates to an assembly for a motor vehicle, in particular assembly of a windscreen washer, with a base member, with at least one center member and a cover member, wherein the components are sandwiched over each other and the cover member which covers at least one central component, with welds generated by laser beam for connecting the Cover component with the base member and the center member with the base member such that a direct connection of the cover member with the center member is omitted, wherein the components are made of different for the intended laser beam transmitting materials. Furthermore, the invention relates to a method for producing such an assembly for a motor vehicle, in particular an assembly of a windscreen washer system.

Solche Baugruppen weisen beispielsweise als Ventilbaugruppe ein Ventil auf oder als Kupplungsbaugruppe eine Kupplung für Flüssigkeitsführende Leistungen auf oder sind als integrierte Baugruppe in Waschwasserbehälter angeordnet. Die Baugruppen weisen beispielsweise einen Ventildeckel als Mittelbauteil auf. Der Ventildeckel haltert einen Ventilkörper und soll mit dem Grundbauteil verschweißt sein. Der Ventildeckel ist von dem Deckbauteil überdeckt, wodurch ein geschlossener Raum zwischen Deckbauteil und Grundbauteil erzeugt wird. Der Ventildeckel ist damit im montierten Zustand der Baugruppe unzugänglich zwischen Grundbauteil und Deckbauteil eingeschlossen. Die Verschweißung von Werkstücken mittels eines Laserstrahls ist beispielsweise aus der EP 0 751 865 B2 bekannt. Hierbei ist vorgesehen, eines der Bauteile für den eingesetzten Laserstrahl transmittierend zu gestalten und das andere Bauteil aus einem absorbierenden Material zu fertigen. An der Schnittstelle wird das Material erwärmt und die Bauteile miteinander verschweißt. Such assemblies have, for example as a valve assembly on a valve or as a coupling assembly a coupling for liquid-carrying services or are arranged as an integrated assembly in washing water tank. The assemblies have, for example, a valve cover as a middle component. The valve cover holds a valve body and should be welded to the basic component. The valve cover is covered by the cover member, whereby a closed space between the cover member and the base member is generated. The valve cover is thus inaccessible between the base member and cover member in the assembled state of the assembly included. The welding of workpieces by means of a laser beam is for example from the EP 0 751 865 B2 known. It is provided to make one of the components for the laser beam used transmissive and to manufacture the other component of an absorbent material. The material is heated at the interface and the components are welded together.

Wenn man mit diesem Verfahren die oben beschriebene Baugruppe fertigen möchte, muss man zunächst das Mittelbauteil auf dem Grundbauteil montieren und in einem nächsten Arbeitsgang verschweißen. Anschließend kann das Deckbauteil montiert werden und in einem weiteren Arbeitsgang mit dem Grundbauteil verschweißt werden. Dies ist insbesondere bei Baugruppen von Kraftfahrzeugen von großem Nachteil, weil die hohe Anzahl an Arbeitsgängen sehr kostenintensiv ist.If you want to manufacture the assembly described above with this method, you must first mount the center part on the base member and weld in a next step. Subsequently, the cover component can be mounted and welded in a further operation with the base member. This is particularly disadvantageous in assemblies of motor vehicles because the high number of operations is very costly.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Baugruppe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie besonders kostengünstig zu fertigen ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Erzeugung einer solchen Baugruppe geschaffen werden, welches besonders wenige Arbeitsschritte erfordert und damit kostengünstig ist.The invention is based on the problem of designing an assembly of the type mentioned above so that it is particularly cost-effective to manufacture. Furthermore, a method for producing such a module is to be created, which requires very few steps and thus is inexpensive.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schweißnaht zwischen dem Grundbauteil und dem Mittelbauteil versetzt zu der Schweißnaht zwischen dem Deckbauteil und dem Grundbauteil angeordnet ist und dass das Deckbauteil im Bereich der Schweißnaht zwischen Mittelbauteil und Grundbauteil für den Laserstrahl transmittierend gestaltet ist. The first problem is inventively achieved in that the weld between the base member and the center member is arranged offset to the weld between the cover member and the base member and that the cover member is designed to be transmissive in the region of the weld between the central component and the base member for the laser beam.

Durch diese Gestaltung können zunächst sämtliche Bauteile zu der Baugruppe vormontiert werden. Anschließend können die Schweißnähte in einem Arbeitsgang erzeugt werden. Im Bereich der Schweißnaht des Mittelbauteils mit dem Grundbauteil wird das Deckbauteil einfach von dem Laserstrahl durchdrungen. Da Das Deckbauteil an dieser Stelle transmittierend gestaltet ist, entsteht keine unerwünschte Verbindung zwischen dem Deckbauteil und dem Mittelbauteil. By this design, all components can be pre-assembled to the assembly first. Subsequently, the welds can be generated in one operation. In the region of the weld seam of the middle component with the base component, the cover component is simply penetrated by the laser beam. Since the cover component is designed to be transmissive at this point, there is no undesired connection between the cover component and the middle component.

Verformungen des Deckbauteils lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig von dem Mittelbauteil fern halten, wenn das Deckbauteil und das Mittelbauteil lose aufeinander liegen oder voneinander beabstandet sind. Durch diese Gestaltung werden beispielsweise durch Betriebskräfte oder Temperatureinflüsse auf das Deckbauteil einwirkende Kräfte nicht auf das Mittelbauteil übertragen. Das Mittelbauteil ist damit zuverlässig durch das Deckbauteil vor Betriebskräften und Temperatureinflüssen geschützt. Durch die Beabstandung oder das Aufeinanderliegen des Deckbauteils und des Mittelbauteils wird eine unmittelbare Verbindung des Deckbauteils mit dem Mittelbauteil vermieden. Deformations of the cover component can be according to another advantageous embodiment of the invention reliably keep away from the central component, when the cover member and the center member are loosely on top of each other or spaced from each other. As a result of this configuration, forces acting on the cover component by operating forces or temperature influences are not transmitted to the middle component, for example. The middle component is thus reliably protected by the cover component against operating forces and temperature influences. By the spacing or the superimposition of the cover component and the middle component, a direct connection of the cover component to the middle component is avoided.

Eine unerwünschte Verschweißung des Mittelbauteils und des Deckbauteils lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig vermeiden, wenn das Grundbauteil aus einem für den Laserstrahl absorbierenden Material gefertigt ist und wenn das Mittelbauteil aus einem für den Laserstrahl transmittierenden Material gefertigt ist.An undesirable welding of the middle component and the cover component can be reliably avoided according to another advantageous development of the invention, if the base member is made of a material absorbing the laser beam and if the middle component is made of a material transmitting the laser beam.

Die Montage einer Ventilbaugruppe der Scheibenwaschanlage gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn eine Ventilmembrane einer Ventilbaugruppe der Scheibenwaschanlage ausschließlich formschlüssig zwischen dem Mittelbauteil und dem Grundbauteil gehalten ist.The assembly of a valve assembly of the windscreen washer system is particularly simple according to another advantageous embodiment of the invention, when a valve diaphragm of a valve assembly of the windscreen washer system is held exclusively form-fitting between the central component and the base member.

Die Montage der Baugruppe gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Grundbauteil eine erste Aufnahme zur formschlüssigen Halterung des Mittelbauteils und eine zweite Aufnahme zur formschlüssigen Halterung des Deckbauteils hat. Durch diese Gestaltung können die Bauteile der Baugruppe einfach positioniert werden. Anschließend lassen sich die Schweißnähte zwischen den einzelnen Bauteilen in einem Arbeitsgang erzeugen. The assembly of the assembly is particularly simple according to another advantageous embodiment of the invention, when the base member has a first receptacle for positive retention of the central component and a second receptacle for positive retention of the cover component. This design allows the components The assembly can be easily positioned. Subsequently, the welds between the individual components can be produced in one operation.

Die miteinander zu verschweißenden Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einer Vormontage miteinander verbinden, wenn die miteinander zu verschweißenden Bauteile miteinander korrespondierende Rastmittel oder Klemmmittel aufweisen. Diese Vormontage erleichtert insbesondere bei Großserienfertigungen, wie sie bei Baugruppen in Kraftfahrzeugen beispielsweise bei Scheibenwaschanlagen häufig vorkommt, die exakte Positionierung der Bauteile zwischen einem Montagestandort und einem Schweißstandort. Die einzelnen Bauteile werden durch die miteinander korrespondierenden Rastmittel oder Klemmmittel vor der Verschweißung zuverlässig in ihrer Lage gehalten. Als Rastmittel eignen sich nahezu alle bekannten Haken, Nasen oder dergleichen, die einen Vorsprung hintergreifen. Als Klemmmittel eignen sich alle kraftschlüssigen Halterungen, wie beispielsweise Press- oder Übergangspassungen.The components to be welded together can be interconnected in a pre-assembly according to another advantageous embodiment of the invention, when the components to be welded together have mutually corresponding locking means or clamping means. This pre-assembly facilitates in particular for large series production, as often occurs in assemblies in motor vehicles, for example in windshield washer systems, the exact positioning of the components between a mounting location and a welding site. The individual components are reliably held by the corresponding latching means or clamping means before welding in position. As locking means are almost all known hooks, noses or the like, which engage behind a projection. As clamping means are all non-positive holders, such as press or transitional passages.

Das zweit genannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zur Erzeugung einer solchen Baugruppe, welches besonders wenige Arbeitsschritte erfordert und damit kostengünstig ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schweißnähte des Grundbauteils mit dem Mittelbauteil und des Grundbauteils mit dem Deckbauteil gleichzeitig erzeugt werden.The second-mentioned problem, namely the creation of a method for producing such an assembly, which requires very few steps and thus is inexpensive, is inventively achieved in that the welds of the base member with the center member and the base member with the cover member are generated simultaneously.

Durch diese Gestaltung sind bei der Verschweißung des Mittelbauteils mit dem Grundbauteil und des Deckbauteils mit dem Grundbauteil keine Zwischenschritte erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren weist damit besonders wenige Arbeitsschritte auf und ermöglicht eine besonders konstengünstige Fertigung der Baugruppe. By this design, no intermediate steps are required in the welding of the central component to the base member and the cover member to the base member. The method according to the invention therefore has particularly few work steps and enables a particularly inexpensive production of the assembly.

Für die Verschweißung der unterschiedlichen Bauteile in einem Arbeitsgang könnte der Laserstrahl beispielsweise aufgespalten werden. Dies erfordert jedoch einen sehr hohen Anlageaufwand. Der Anlageaufwand lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn der Laserstrahl zur Erzeugung der Schweißnähte ständig zwischen der Schweißnaht des Grundbauteils mit dem Mittelbauteil und der Schweißnaht des Grundbauteils mit dem Deckbauteil hin und her wechselt. Durch das hin und her Wechseln des Laserstrahls wird eine Überhitzung der Schweißnaht vermieden. Der Laserstrahl kann daher mit einer hohen Leistung betrieben werden, was eine hohe Schweißgeschwindigkeit zur Folge hat. For the welding of the different components in one operation, the laser beam could be split, for example. However, this requires a very high investment costs. According to another advantageous development of the invention, the investment effort can be kept particularly low if the laser beam continuously alternates between the weld seam of the base component with the middle component and the weld seam of the base component with the cover component to produce the weld seams. By changing the laser beam back and forth overheating of the weld is avoided. The laser beam can therefore be operated at a high power, which results in a high welding speed.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in

1 eine Ventilbaugruppe einer Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeuges in einer Schnittdarstellung, 1 a valve assembly of a windscreen washer system of a motor vehicle in a sectional view,

2 perspektivisch die Ventilbaugruppe vor der Montage. 2 in perspective, the valve assembly before assembly.

1 zeigt eine Ventilbaugruppe 1 einer Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Grundbauteil 2, einem Mittelbauteil 3 und einem Deckbauteil 4. In der Ventilbaugruppe 1 ist eine Ventilmembrane 5 formschlüssig zwischen dem Mittelbauteil 3 und dem Grundbauteil 2 eingespannt. Die Einspannung erfolgt am radial äußeren Umfang 6 der Ventilmembrane 5. Das Grundbauteil 2 hat eine Aufnahme 7 zur passgenauen Halterung des Mittelbauteils 3 und eine weitere Aufnahme 8 zur passgenauen Halterung des Deckbauteils 4. Das Grundbauteil 2 und das Mittelbauteil 3 haben miteinander korrespondierende Rastmittel 9, wie beispielsweise nicht näher dargestellte Rastnasen und Rastausnehmungen. Das Deckbauteil 4 und das Grundbauteil 2 haben Klemmmittel 10. Diese Klemmmittel 10 sind dadurch erzeugt, dass der äußere Rand 11 des Deckbauteils 4 in der Aufnahme 8 des Grundbauteils 2 eingepresst ist. 1 shows a valve assembly 1 a windscreen washer system of a motor vehicle with a basic component 2 , a middle component 3 and a cover component 4 , In the valve assembly 1 is a valve diaphragm 5 positively between the middle component 3 and the basic component 2 clamped. The clamping takes place at the radially outer circumference 6 the valve membrane 5 , The basic component 2 has a recording 7 for accurately fitting mounting of the middle component 3 and another shot 8th for accurately fitting mounting of the cover component 4 , The basic component 2 and the middle part 3 have corresponding latching means 9 , such as locking lugs and locking recesses, not shown. The cover component 4 and the basic component 2 have clamping means 10 , These clamping means 10 are generated by the outer edge 11 of the cover component 4 in the recording 8th of the basic component 2 is pressed.

Weiterhin hat das Grundbauteil 2 mit dem Mittelbauteil 3 eine Verbindung durch eine von einem Laserstrahl erzeugte Schweißnaht 12. Ebenso hat das Grundbauteil 2 mit dem Deckbauteil 4 eine Verbindung durch eine von dem Laserstrahl erzeugte Schweißnaht 13. Die Schweißnähte 12, 13 sind zueinander versetzt angeordnet. Das Deckbauteil 4 überdeckt das Mittelbauteil 3 mit geringem Abstand vollständig und ist nicht mit diesem verbunden. Das Deckbauteil 4 und das Mittelbauteil 3 sind aus einem für den zum Schweißen verwendeten und hier nicht näher dargestellten Laserstrahl transmittierenden Material gefertigt. Das Grundbauteil 2 ist aus einem für den Laserstrahl absorbierenden Material gefertigt. Trifft der Laserstrahl auf die aneinanderstoßende Flächen des Grundbauteils 2 mit dem Mittelbauteil 3 oder mit dem Deckbauteil 4, werden die aneinanderstoßenden Flächen erwärmt und damit die Schweißnähte 12, 13 erzeugt. Furthermore, the basic component has 2 with the middle component 3 a connection by a weld generated by a laser beam 12 , Likewise, the basic component has 2 with the cover component 4 a connection by a weld produced by the laser beam 13 , The welds 12 . 13 are arranged offset to each other. The cover component 4 covers the middle component 3 complete with a small distance and is not connected to this. The cover component 4 and the middle part 3 are made of a material used for welding and not shown here transmitting laser beam. The basic component 2 is made of a material absorbing the laser beam. The laser beam hits the abutting surfaces of the basic component 2 with the middle component 3 or with the cover component 4 , the abutting surfaces are heated and thus the welds 12 . 13 generated.

2 zeigt die Bauteile der Ventilbaugruppe 1 aus 1 vor der Montage. Die Ventilmembrane 5 ist auf dem Grundkörper 2 gelegt. Anschließend kann die Mittelbaugruppe 3 auf den Grundkörper 2 aufgesteckt werden bis die in 1 beschriebenen Rastmittel 9 die Bauteile 2, 3 miteinander verbinden. Anschließend wird das Deckbauteil 4 in die Aufnahme 8 des Grundbauteils 2 eingedrückt, bis die Klemmmittel 10 die Bauteile 2, 4 zusammen halten. Hierdurch werden das Deckbauteil 4 und das Mittelbauteil 3 derart auf das Grundbauteil 2 gedrückt, dass im Bereich der vorgesehenen Schweißnähte 12, 13 die Bauteile 2, 3, 4 aneinander stoßen. In einem letzten Arbeitsschritt werden die in 1 beschriebenen Schweißnähte 12, 13 erzeugt, indem ein Laserstrahl durch das Deckbauteil 4 und ggf. zusätzlich durch das Mittelbauteil 3 auf die aneinanderstoßenden Flächen mit dem Grundbauteil 2 trifft. Hierdurch werden die Schweißnähte 12, 13 erzeugt und die Bauteile 2, 3, 4 ausschließlich an den vorgesehenen Bereichen miteinander verschweißt. 2 shows the components of the valve assembly 1 out 1 before assembly. The valve diaphragm 5 is on the body 2 placed. Subsequently, the middle assembly 3 on the main body 2 be plugged up in the 1 described latching means 9 the components 2 . 3 connect with each other. Subsequently, the cover component 4 in the recording 8th of the basic component 2 pressed in until the clamping means 10 the components 2 . 4 hold together. This will be the cover component 4 and the center member 3 such on the basic component 2 pressed that in the area of the intended welds 12 . 13 the components 2 . 3 . 4 collide. In a final step, the in 1 described welds 12 . 13 generated by a laser beam through the cover component 4 and possibly additionally by the middle component 3 on the abutting surfaces with the basic component 2 meets. This will make the welds 12 . 13 generated and the components 2 . 3 . 4 welded together exclusively at the intended areas.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0751865 B2 [0002]

Claims

Assembly for a motor vehicle, in particular assembly ( 1 ) a windscreen washer system, with a basic component ( 2 ), with at least one middle component ( 3 ) and with a cover component ( 4 ), the components ( 2 - 4 ) are sandwiched over one another and the cover component ( 4 ) the at least one middle component ( 3 ) covered with, by laser beam generated welds ( 12 . 13 ) for connecting the cover component ( 4 ) with the basic component ( 2 ) and the middle component ( 3 ) with the basic component ( 2 ) such that a direct connection of the cover component ( 4 ) with the middle component ( 3 ) is omitted, whereby the components ( 2 - 4 ) are made of different for the intended laser beam transmissive materials, characterized in that the weld ( 12 ) between the basic component ( 2 ) and the middle component ( 3 ) offset to the weld ( 13 ) between the cover component ( 4 ) and the basic component ( 2 ) is arranged, and that the cover component ( 4 ) in the region of the weld between the middle component ( 3 ) and basic component ( 2 ) is designed to be transmissive to the laser beam.

An assembly according to claim 1, characterized in that the cover component ( 4 ) and the middle component ( 2 ) are loose on each other or spaced from each other.

Assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the basic component ( 2 ) is made of a material absorbing the laser beam and that the middle component ( 3 ) is made of a material that transmits the laser beam.

Assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that a valve membrane ( 5 ) of a valve assembly ( 1 ) of the windscreen washer system exclusively between the middle component ( 3 ) and the basic component ( 2 ) is held.

Assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the basic component ( 2 ) a first shot ( 7 ) for the positive retention of the middle component ( 3 ) and a second recording ( 8th ) for positive retention of the cover component ( 4 ) Has.

Assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the components to be welded together ( 2 - 4 ) corresponding latching means ( 9 ) or clamping means ( 10 ) exhibit.

Method for producing an assembly for a motor vehicle, in particular an assembly ( 1 ) a windshield washer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the welds ( 12 . 13 ) of the basic component ( 2 ) with the middle component ( 3 ) and the basic component ( 2 ) with the cover component ( 4 ) are generated simultaneously.

A method according to claim 7, characterized in that the laser beam for producing the welds ( 12 . 13 ) constantly between the weld ( 12 ) of the basic component ( 2 ) with the middle component ( 3 ) and the weld ( 13 ) of the basic component ( 2 ) with the cover component ( 4 ) changes back and forth.